用于实时修正放射治疗仪器的中心射线的空间位置和患者位置的方法技术

本发明专利技术涉及用于实时修正放射治疗仪器的和治疗模拟机的中心射束的空间位置以及患者位置的方法。该方法特别是涉及对在实施放射治疗或者治疗模拟期间对准直仪的放射位置和/或患者支承台的位置的实时修正。本发明专利技术的目的在于提供一种方法，利用该方法减少现有放射治疗仪器的中心射束的位置偏差并且同时优化为了精度和患者舒适度所需的技术支出。这个目的通过如下方式得以实现，即，为了可选地另外的运动自由度通过在功能上接入独立的控制组件进行对准直仪元件的和/或患者支承台的位置的控制，经由与控制组件连接的、附加给准直仪和/或患者支承台的、独立的调整装置在可选地另外的自由度内改变准直仪元件的和/或患者支承台的位置并且在放射治疗仪器外部在放射计划系统中和/或在放射治疗仪器的控制系统的至少一个微型控制器中进行修正运动的计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实时修正放射治疗仪器的中心射线的空间位置和患者位置的方法
本专利技术涉及一种用于实时修正放射治疗仪器的和治疗模拟机的中心射束的空间位置以及患者位置的方法。本方法特别是涉及实施放射治疗或者治疗模拟期间对准直仪的放射位置和/或患者支承台的位置的实时修正。代替准直仪的放射位置，也可以修正放射源的放射位置。本方法优选应用在使用精密放射方法如立体定向放射治疗和放射外科的情况中；然而本方法也可以应用在任何放射治疗技术中和治疗模拟中。
技术介绍
从现有技术中能够获得涉及求出目标在放射室中的位置的解决方案。这样根据EP2883568A1介绍了一种用于求出目标在放射室中的位置的系统和方法。为此在放射室中设置室内激光器，该室内激光器将至少一条激光线投射到位于患者台上的患者的体表上。然后借助至少一个摄像机检测投射到患者体表上的激光线。在摄像机后设置有分析处理和控制装置，该分析处理和控制装置在一个放射过程基于由摄像机检测的测量值通过实时三角测量方法来求出投射的激光线的坐标点。将求出的坐标点与额定坐标点进行比较并且将获得的值存储。存储的值用于记录放射过程。根据DE10147633A1的另一解决方案涉及一种系统和一种监测方法，利用它们识别放射目标、其位置和辐射目标的运动。利用这种提出的系统，首先应该降低通过在此必要的头环(Kopfring)和喷口(Mundstück)施加到患者上的荷载。其次，应该不仅在头部区域、而且也在躯干区域能够实现准确的放射治疗。此外，在治疗中应该不需要用于放射目标的定位框架。为此主要使用用于拍摄放射靶区的高分辨率的三维影像的实时成像设备。利用放射条件修正设备、借助获得的影像来实时改变放射靶区的位置和方向。在根据DE102010041752B4的另外的解决方案中说明了用于校准多叶准直仪的方法以及为此所需的计算机程序。这样的准直仪包括许多能够相互独立运动的叶片。通过能够以这种方式灵活调节的辐射区域将射束限定在有关的、需放射的组织上。利用介绍的方法更加经济地进行对包括叶片和叶片支架的整个系统的几何校准。这通过直接应用成像技术求出叶片的位置偏差来实现。在此，在无需详细测量的情况下能够确定叶片支架的位置偏差。通过叶片的拍摄和将该拍摄与参考影像的比较，确定叶片位置的偏差。此外，由WO2013/041720A1公知了用于借助原子核成像来定位患者的系统和方法。为此确定患者的经放射性标记的靶组织的位置。然后通过设备根据核辐射探测器的测量数据来调节患者相对放射源的相对位置。在此，为了尽可能少地损害周围的健康组织，需要精密地检测目标结构。借助探测器系统和后续对检测到的探测器信号的计算处理求得关于室内的靶组织的大小、位置和形状的信息。通过将这些数据与放射装置的光程的几何数据进行比较能够求出：必须如何改变患者的位置。在最简单的情况中，修正量代表三维矢量，其长度和方向给出必要的改变，以便能够开始放射。利用EP1740098B1说明了一种患者定位组件，其构造为机器人设备并且用于支撑收纳的患者并使其移动。使用的机器人设备能够以至少五个自由度使患者移动。为此，所述设备拥有臂组件，该臂组件为了使治疗台围绕三个旋转自由度以及以三个平移自由度运动而与治疗台联接。经由传感器系统检测机器人设备相对治疗坐标系统的位置。为此使用治疗靶点的近实时数据和关于治疗放射源的位置的信息并且对计算机设备的移动进行控制。借助该控制，根据治疗放射源的位置将治疗靶点对准。根据DE202012013430U1公知的主题涉及一种用于利用射束对患者的事先给定的身体部分进行治疗的治疗设备。在此使用的方法同样用于在利用实时系统的情况下对治疗设备进行控制。与治疗台的、射束定位系统的和准直仪的定位系统连接的实时系统的组件构造为可编程的。此外，在现有技术中根据DE102011082257B4公知了一种具有放射场限制设备的放射治疗仪器，所述放射场限制设备具有用于调节放射场的多叶准直仪(MLC)、患者台和用于视觉验证放射场的验证设备。该验证设备在此构造为，使得在患者身上光学式显示放射场。与放射治疗仪器的等中心间隔开定位的患者为此位于虚拟的等中心中。借助患者台将患者从虚拟的等中心置于在放射治疗仪器的等中心中。在此将放射治疗仪器的虚拟的等中心与放射场的投影相互接合并且通过这种方式实现放射肿瘤学内作业过程中的优化。所有上述解决方案都是为制造和使用全新构成的放射治疗仪器而设计的，并且伴随产生高额的购置费用。与文首述及的方法相比，上述专利中的方法没有任何一种对由机械公差和自重引起的弹性变形所致的放射治疗仪器的中心射束偏差进行修正。上面引用的专利将放射治疗仪器的等中心视为点状的，尽管其始终拥有空间延伸。在许多临床应用的医用电子线性加速器中，由于自重所致的支臂弯曲以及由于机械公差所致的患者支承台的等中心旋转导致中心射束相对肿瘤中心的空间转移。中心射束转移的沿着Y方向的数值最大的分量常常通过接纳辐射头的支臂的弹性变形所致；这种现象在专业文献中称为“GantrySag(机架中垂)”。迄今为止人们试图通过提高支臂结构的刚度来把中心射束转移降低到最小程度。这样能够在放射治疗仪器的所有制造商处加价获得支臂和支臂支承在刚度方面改善的结构。根据线性加速器制造商的技术参数，具有这些改善的支臂结构的整体等形心(Isozentroid)(具有空间延伸的等中心)拥有1.5mm的最大直径。在标准设计中，最大直径为2mm。在精密放射治疗技术中、如直接与·对辐射敏感的、极其重要的系列器官，诸如在脑干上和在脊髓上，或者·如下的器官，只有保存器官的治疗才能使该器官实现其功能维护，诸如保存器官的眼肿瘤疗法中的泪腺，相邻的病灶的立体定向放射治疗或者立体定向放射外科，治疗医生常常需要具有理想等中心的放射治疗仪器。由此，他就能够通过如下方式在减少器官毒性的同时提高局部肿瘤控制概率，即，他必须更少地照射健康的组织。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于提供一种方法，利用该方法减少现有放射治疗仪器的中心射束的位置偏差并且同时还优化为了精度和患者舒适度所需的技术支出。所述目的通过所提供的、如权利要求1说明的特征所述的方法得以实现。权利要求2至16的特征说明了所述方法的有益发展。通过为了可选地另外的修正运动自由度而对准直仪元件(隔板(Blockblende)、叶片、叶片支架、圆形准直仪)的控制或者对放射源的部件的控制和/或患者支承台的空间位置的控制，有益地实现了中心射束的实时精度的提高。通过将独立的控制组件在功能上与现有放射治疗仪器的控制装置相接，实现最佳的技术支出。使用独立的调整装置已证明有利于降低为了在可选地另外的自由度内改变准直仪元件的空间位置或者放射源的空间位置和/或患者支承台的空间位置的材料技术上的支出。为此，独立的调整装置经由相应的控制组件与准直仪或者放射源和/或患者支承台连接。如果由构造为包含控制调整装置的计算机程序的微控制器的控制组件实施控制，那么效果显著地降低用于控制空间位置的技术上和经济上的支出。通过如下方式极为有效地实现对已有放射治疗仪器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于通过改变准直仪元件的位置来对放射治疗仪器的中心射束的空间位置进行实时修正和/或通过改变患者支承台的位置来对病灶中心的空间位置进行实时修正的方法，其特征在于：/na.为了可选地另外的运动自由度，通过在功能上接入独立的控制组件来进行对准直仪元件的位置和/或患者支承台的位置的控制，/nb.经由与所述控制组件连接的、附加给所述准直仪和/或患者支承台的、独立的调整装置在所述可选地另外的自由度内改变所述准直仪元件和/或所述患者支承台的位置，并且/nc.在放射治疗仪器外部在放射计划系统中和/或在放射治疗仪器的控制系统的至少一个微型控制器中进行修正运动的计算。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181109 DE 102018008806.61.用于通过改变准直仪元件的位置来对放射治疗仪器的中心射束的空间位置进行实时修正和/或通过改变患者支承台的位置来对病灶中心的空间位置进行实时修正的方法，其特征在于：
a.为了可选地另外的运动自由度，通过在功能上接入独立的控制组件来进行对准直仪元件的位置和/或患者支承台的位置的控制，
b.经由与所述控制组件连接的、附加给所述准直仪和/或患者支承台的、独立的调整装置在所述可选地另外的自由度内改变所述准直仪元件和/或所述患者支承台的位置，并且
c.在放射治疗仪器外部在放射计划系统中和/或在放射治疗仪器的控制系统的至少一个微型控制器中进行修正运动的计算。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：由相应一个控制组件实施对位置的控制，该控制组件构造为微型控制器，该微型控制器包含控制所述调整装置的计算机程序。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：借助可接入的控制组件进行对所述准直仪在沿着相对准直仪固定的坐标系统的X和Y方向的自由度内的控制和/或进行对所述患者支承台在沿着相对台固定的坐标系统的X、Y和Z方向的自由度内的控制。


4.如权利要求1和3所述的方法，其特征在于：在沿着X和Y方向的自由度内的控制限于所述准直仪元件的实时位置改变。


5.如权利要求1和3所述的方法，其特征在于：在沿着X、Y和Z方向的自由度内的控制限于所述患者支承台的实时位置改变。


6.如权利要求1和3所述的方法，其特征在于：通过准直仪元件和患者支承台的组合的实时位置改变来进行自由度内的控制。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述控制组件可选地构造为，能...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·沃斯勒，
申请(专利权)人：德绍市政医院，
类型：发明
国别省市：德国;DE