DE10002015A1 - Verfahren und System zum Liefern von Strahlung von einer Quelle an ein Objekt - Google Patents

Verfahren und System zum Liefern von Strahlung von einer Quelle an ein Objekt

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Abstract

Die vorliegende Erfindung sorgt für das Liefern von zwei 1 cm x 0,5 cm Gitter-Intensitätskarten, die orthogonal zueinander sind, um so Mikrogradienten innerhalb jedes 1 cm x 1 cm Quadrats (800) zu erzeugen. Derart wird eine effektive Intensitätskarten-Gittergröße gleich 0,5 cm x 0,5 cm.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 zum Liefern von Strahlung von einer Quelle an ein Objekt, und genauer gesagt auf ein System und ein Verfahren zum effizienten Liefern einer Strahlungsbehandlung.
Strahlungsemittierende Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden zum Beispiel als Strahlungstherapievorrichtungen für die Behandlung von Patienten verwendet. Eine Strahlungstherapievorrichtung enthält allgemein ein Portal, das um eine horizontale Drehachse im Laufe einer therapeutischen Behandlung gedreht bzw. geschwenkt werden kann. Ein Linearbeschleuniger ist dem Portal zum Erzeugen eines Hochenergie-Bestrahlungsstrahls für die Therapie enthalten. Dieser Hochenergie- Bestrahlungsstrahl kann ein Elektronenstrahl oder ein Photonenstrahl wie ein Röntgenstrahl sein. Während der Behandlung wird dieser Bestrahlungsstrahl in eine Zone eines Patienten, der in dem Isozentrum der Portaldrehung liegt, gerichtet bzw. kanalisiert.
Zur Steuerung der in Richtung eines Objektes emittierten Strahlung ist typischerweise eine Strahlabschirmvorrichtung wie eine Plattenanordnung oder ein Kollimator in der Trajektorie des Bestrahlungsstrahls zwischen der Strahlungsquelle und dem Objekt vorgesehen. Ein Beispiel einer Plattenanordnung ist ein Satz von vier Platten, die zum Definieren einer Öffnung für den Bestrahlungsstrahl verwendet werden können. Ein Kollimator ist eine Strahlabschirmvorrichtung, die mehrere Lamellen oder Blätter enthält, zum Beispiel eine Mehrzahl von relativ dünnen Platten oder Stäben, die typischerweise als einander gegenüberliegende Lamellenpaare angeordnet sind. Die Platten selbst sind aus einem relativ dünnen und strahlungsundurchlässigen Material ausgebildet und im allgemeinen unabhängig voneinander zum Begrenzen des Bestrahlungsstrahles positionierbar.
Die Strahlabschirmvorrichtung definiert ein Feld auf dem Objekt, an das eine vorgeschriebene Strahlungsmenge (Intensität, Dosis etc.) zu liefern ist. Die übliche Behandlungsfeldgestalt resultiert in einem dreidimensionalen Behandlungsvolumen, das Segmente von normalem Gewebe enthält, wodurch die Dosis, die dem Tumor gegeben werden kann, begrenzt wird. Die Dosis, die an den Tumor geliefert wird, kann erhöht werden, falls die Menge von normalem Gewebe, das bestrahlt wird, vermindert wird und die Dosis, die an das normale Gewebe geliefert wird, vermindert wird. Das Vermeiden der Lieferung von Strahlung an die Organe, die den Tumor umgeben und den Tumor überlagern, bestimmt die Dosis, die an den Tumor geliefert werden kann.
Die Lieferung von Strahlung durch eine Strahlungstherapievorrichtung wird vorgeschrieben und bestätigt durch einen Onkologen. Die Beschreibung ist eine Definition von z. B. einem bestimmten Volumen und dem Strahlungspegel, für den zulässig ist, daß er in dieses Volumen geliefert wird. Der tatsächliche Betrieb der Bestrahlungsausrüstung wird jedoch normalerweise durch einen Therapeuten ausgeführt. Wenn der Therapeut die tatsächliche Lieferung der Strahlungsbehandlung, wie sie durch den Onkologen vorgeschrieben ist, überwacht bzw. steuert, wird die strahlungsemittierende Vorrichtung zum Liefern dieser spezifischen Behandlung programmiert. Wenn die Behandlung programmiert wird, hat der Therapeut die tatsächliche Strahlungsausgabe in Betracht zu ziehen und die Dosislieferung basierend auf der Plattenanordnungsöffnung einzustellen, um die vorgeschriebene Strahlungsbehandlung mit der gewünschten Tiefe in dem Ziel zu erreichen.
Die Herausforderung für den Bestrahlungstherapeuten ist das Bestimmen der besten Anzahl von Feldern und gelieferten Intensitätspegel, um die Dosis-Volumen- Histogramme zu optimieren, die den kumulativen Strahlungspegel definieren, der in ein spezifiziertes Volumen zu liefern ist. Typische Optimierungsmaschinen optimieren die Dosis-Volumen-Histogramme durch Berücksichtigen der Vorschrift des Onkologen und/oder der dreidimensionalen Spezifizierung der Dosis, die zu liefern ist. Bei solchen Optimierungsmaschinen wird das dreidimensionale Volumen in Zellen aufgebrochen, wobei jede Zelle einen bestimmten Strahlungspegel definiert, der zu steuern bzw. regeln ist. Die Ausgaben der Optimierungsmaschinen sind Intensitätskarten, die bestimmt werden durch variierende Intensität in jeder "Zelle" in der Karte. Die Intensitätskarten spezifizieren eine Anzahl von Feldern, die gewünschte (optimierte) Intensitätspegel in jeder Zelle definieren. Die Felder können statisch oder dynamisch moduliert sein, so daß eine unterschiedliche akkumulierte Dosis an unterschiedlichen Punkten in dem Feld empfangen wird. Wenn die Strahlung entsprechend der Intensitätskarte geliefert worden ist, sollte die akkumulierte Dosis in jeder Zelle, oder das Dosis-Volumen-Histogramm, der Vorschrift so weit wie möglich entsprechen.
Bei einer solchen Intensitätsmodulation sind die Grenzen zwischen kritischen Strukturen und Tumorvolumen manchmal mit einer Standard-Kollimatorlamelle nicht gut angenähert bzw. anzunähern. Eine Standard-Kollimatorlamelle ist ungefähr ein (1) cm im Quadrat. Typischerweise wird dann eine 1 cm × 1 cm-Gittergröße oder Zellgröße über die Intensitätskarte geliefert. Jedoch kann oft eine höhere Auflösung (z. B. 5 mm × 5 mm) zu bevorzugen sein. Bekannte Lösungen dieses Problems umfassen das Einbringen von neuer Hardware wie Kollimatoren mit dünneren Lamellen. Jedoch ist dieses Einbringen von neuer Hardware eine teure Lösung, die dem Behandlungskopf Gewicht hinzufügt und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer vermindern kann. Darüber hinaus kann das Hinzufügen eines solchen Kollimators den Freiraum zwischen dem Behandlungskopf und dem Patienten reduzieren.
Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein Verfahren und ein System zum Erzielen einer Intensitätsmodulation mit höherer räumlicher Auflösung ohne Änderung eines momentanen oder (auch zukünftig) verfügbaren Multi-Lamellen-Kollimators, insbesondere ohne Änderung seiner Breiten. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein solches Verfahren und ein solches System anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruch 10.
Insbesondere wird es möglich gemacht, zwei Intensitätskarten mit 1 cm × 0,5 cm- Gitter, die orthogonal zueinander sind, zu liefern, um so Mikrogradienten innerhalb jedes 1 cm × 1 cm-Quadrates zu erzeugen. Derart ist die effektive, d. h. die wahre, Intensitätskartengittergröße gleich 0,5 cm × 0,5 cm.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Merkmale, Vorteile und Ziele folgen aus der detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer Strahlungsbehandlungsvorrichtung und einer Behandlungskonsole entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine detailliertere Blockdarstellung, die Abschnitte der Ausführungsform illustriert;
Fig. 3 ist eine Darstellung eines Multi-Lamellen-Kollimators entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Darstellung, die beispielhaft Mikrozellen in einer Intensitätskarte illustriert;
Fig. 5 eine Darstellung, die beispielhaft ein Abbilden der Mikrozellen illustriert;
Fig. 6A und 6B jeweils eine Darstellung, die beispielhaft das orthogonale Abbilden der Mikrozellen aus Fig. 5 illustriert;
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 8 eine Darstellung, die eine beispielhafte orthogonale Lieferkarte für 3 × 3 Mikrozellen illustriert; und
Fig. 9 eine Darstellung von 3 × 3 Mikrozellen in einer Makrozelle.
Unter Bezugnahme auf die Figuren und insbesondere auf Fig. 1, eine Strahlungsbehandlungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gezeigt und allgemein durch das Bezugszeichen 2 identifiziert. Die Strahlungsbehandlungsvorrichtung 2 weist eine Strahlabschirmvorrichtung (nicht gezeigt) innerhalb eines Behandlungskopfes 4, einer Steuereinheit in einem Gehäuse 9 und eine Behandlungseinheit 200, die eine Ausführungsform ist, auf. Die Strahlungsbehandlungsvorrichtung 2 weist ein Portal 6, das um eine horizontale Drehachse 8 im Laufe einer therapeutischen Behandlung gedreht bzw. geschwenkt werden kann (schwenkbar ist) auf. Der Behandlungskopf 4 ist an einem Vorsprung des Portals 6 befestigt. Ein Linearbeschleuniger ist in dem Portal 6 angeordnet, zur Erzeugung einer Hochleistungs- bzw. Hochenergie-Strahlung, die für die Therapie benötigt wird. Die Achse des Strahlungsbündels, das von dem Linearbeschleuniger und dem Portal 6 emittiert wird, ist mit 10 bezeichnet. Eine Elektronenstrahlung, Photonenstrahlung oder irgendeine andere detektierbare Strahlung können für die Therapie verwendet werden.
Während der Behandlung wird der Strahlungsstrahl in eine Zone 12 eines Objektes 13, z. B. eines Patienten, der zu behandeln ist und in dem Isozentrum der Portaldrehung liegt, gerichtet bzw. kanalisiert. Die Drehachse 8 des Portals 6, die Drehachse 14 eines Behandlungstisches 16, und die Strahlachse 10 schneiden sich in dem Isozentrum.
Die Platten oder Lamellen der Strahlabschirmvorrichtung innerhalb des Behandlungskopfes 4 sind im wesentlich undurchlässig für die emittierte Strahlung. Die Kollimator-Lamellen oder Platten sind zwischen der Strahlungsquelle und dem Patienten montiert, um das Feld zu begrenzen. Bereiche des Körpers, z. B. gesundes Gewebe, sind daher so wenig wie möglich ein Bestrahlungsobjekt; und bevorzugterweise überhaupt kein Bestrahlungsobjekt. Die Platten oder Lamellen sind derart bewegbar, daß die Verteilung der Bestrahlung über das Feld nicht gleichförmig sein muß (ein Bereich kann eine höhere Dosis als ein anderer erhalten). Des weiteren kann das Portal so gedreht werden, daß es unterschiedliche Strahlwinkel und Bestrahlungsverteilungen erlaubt, ohne den Patienten bewegen zu müssen.
Die Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung 2 weist außerdem eine zentrale Behandlungsverarbeitungseinheit oder Steuereinheit 200 auf, die typischerweise getrennt von der Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung 2 bzw. den übrigen Teilen der Vorrichtung 2 angeordnet ist, die üblicherweise in einem unterschiedlichen Raum angeordnet sind, um den Therapeuten vor der Strahlung zu schützen. Die Steuereinheit 200 weist Ausgabevorrichtungen in wie mindestens eine visuelle Anzeigeeinheit wie einen Monitor 70 und eine Eingabevorrichtung wie eine Tastatur 19 auf. Daten können auch über Daten über Datenträger wie Datenspeichervorrichtungen oder ein Verifikations- und Aufzeichnungs- oder Automatikeinstellsystem 102 eingegeben werden.
Die Behandlungsverarbeitungseinheit 200 wird typischerweise durch den Therapeuten betrieben, der die tatsächliche Lieferung der Strahlungsbehandlung, wie sie durch den Onkologen vorgeschrieben ist, unter Verwendung der Tastatur oder anderer Eingabevorrichtungen überwacht und regelt. Der Therapeut gibt in die Steuereinheit der Behandlungsverarbeitungseinheit 200 die Daten ein, die die Bestrahlungsdosis, die an den Patienten zu liefern ist, z. B. entsprechend der Vorschrift des Onkologen, definiert. Das Programm kann auch über eine andere Eingabevorrichtung wie eine Datenspeichervorrichtung eingegeben werden. Verschiedene Daten können vor und während der Behandlung auf dem Schirm des Monitors 70 angezeigt werden.
In Fig. 2 sind eine Blockdarstellung der Strahlungsbehandlungsvorrichtung 2 und Teile der Behandlungsverarbeitungseinheit 200 detaillierter dargestellt. Ein Elektronenstrahl wird durch einen Elektronenbeschleuniger 20 erzeugt. Der Elektronenbeschleuniger 20 weist eine Elektronenkanone 21, einen Wellenleiter 22 und eine evakuierte Umhüllung und/oder einen Führungsmagneten 23 auf. Ein Triggersystem 3 erzeugt Injektortriggersignale und liefert sie an einen Injektor 5. Basierend auf diesen Injektortriggersignalen erzeugt der Injektor 5 Injektorpulse, die der Elektronenkanone 21 in dem Elektronenbeschleuniger 20 zum Erzeugen des Elektronenstrahls 1 zugeführt werden. Der Elektronenstrahl 1 wird durch den Wellenleiter 22 beschleunigt und geführt. Zu diesem Zweck ist eine Hochfrequenzquelle (nicht gezeigt) vorgesehen, die Hochfrequenzsignale (Radiofrequenzsignale) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes an den Wellenleiter 22 liefert. Die Elektronen, die durch den Injektor 5 injiziert und, durch die Elektronenkanone 21 emittiert werden, werden durch dieses elektromagnetische Feld in dem Wellenleiter 22 beschleunigt und treten an dem der Elektronenkanone 21 entgegengesetzten Ende als Elektronenstrahl 1 aus. Der Elektronenstrahl 1 tritt dann in den Führungsmagneten 23 ein und wird von hier durch ein Fenster 7 entlang der Achse 10 geführt. Nach dem Durchgang durch eine erste Streufolie 15 geht der Strahl durch einen Durchgang 51 eines Abschirmblockes 50 und trifft auf einen Glättungsfilter. Als nächstes wird er durch eine Meßkammer 60 gesandt, in der die Dosis bestätigt wird. Falls die Streufolie durch ein Target ersetzt wird, ist der Bestrahlungsstrahl ein Röntgenstrahl. In diesem Fall kann der Glättungsfilter 17 abwesend sein, aber er ist typischerweise vorhanden.
Letztendlich ist eine Strahlabschirmvorrichtung 401 in dem Weg des Bestrahlungsstrahls 1 vorgesehen, durch die das bestrahlte Feld bzw. Gebiet des Untersuchungs- bzw. Bestrahlungsobjektes bestimmt wird. Wie dargestellt ist, weist die Strahlabschirmvorrichtung 401 eine Mehrzahl von einander gegenüberliegenden Platten 41 und 42 auf, von denen zur Vereinfachung nur zwei illustriert sind. Bei einer Ausführungsform sind zusätzliche Paare von Platten (nicht gezeigt) senkrecht zu den Platten 41 und 42 angeordnet. Die Platten 41 und 42 werden bezüglich der Achse 10 durch eine Antriebseinheit 43 bewegt (die in Fig. 2 nur bezüglich der Platte 41 gezeigt ist), um die Größe des bestrahlten Feldes zu ändern. Die Antriebseinheit 43 enthält einen elektrischen Motor, der mit den Platten 41 und 42 gekoppelt ist und durch eine Motorsteuerung 40 gesteuert wird. Positionssensoren 44 und 45 sind ebenfalls mit den Platten 41 bzw. 42 gekoppelt, um deren Positionen zu erfassen. Wie oben diskutiert wurde, kann die Plattenanordnung 401 alternativ einen Multi- Lamellen-Kollimator enthalten, der viele Bestrahlungsblockierungslamellen aufweist.
Die Lamellen eines solchen Multi-Lamellen-Kollimators sind detaillierter in Fig. 3 illustriert. Einander gegenüberliegende Lamellen- oder Stabpaare 41a-41n, 42a-42n enthalten jeweils eine Motor- oder Antriebseinheit 43a-43n bzw. 47a-47n. Diese Antriebseinheiten treiben die Stäbe (oder Lamellen) in das und aus dem Behandlungsfeld, wodurch die gewünschte Feldgestalt erzeugt wird. Die Stäbe, oder Lamellen, sind relativ schmal und bedecken typischerweise einen Schatten von ungefähr 1 cm in dem Isozentrum.
Erneut auf Fig. 2 bezugnehmend, die Motorsteuerung 40 ist mit einer Dosissteuereinheit 61 gekoppelt, die eine Dosimetriesteuerung aufweist und die mit einer zentralen Verarbeitungseinheit 18 zum Liefern von Einstellwerten für den Bestrahlungsstrahl zum Erzielen der gegebenen Isodosiskurven gekoppelt. Die Ausgabe des Bestrahlungsstrahles wird durch eine Meßkammer 60 gemessen. Als Reaktion auf eine Abweichung zwischen den eingestellten Werten und den tatsächlichen Werten liefert die Dosissteuereinheit 61 Signale an ein Triggersystem 3, das in einer bekannten Weise die Impulswiederholungsfrequenz ändert, so daß die Abweichung zwischen den eingestellten Werten und den tatsächlichen Werten der Bestrahlungsstrahlausgabe minimiert wird. Bei einer solchen Bestrahlungsvorrichtung ist die durch das Objekt 13 absorbierte Dosis abhängig von der Bewegung der Kollimator-Lamellen.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 18 wird durch den Therapeuten entsprechend der Anweisungen des Onkologen programmiert. Die Lieferung der Bestrahlungsbehandlung wird über die Tastatur 19 eingegeben. Die zentrale Verarbeitungseinheit 18 ist weiter mit der Dosissteuereinheit 61 gekoppelt, die die gewünschten Strahlungswerte zum Steuern des Triggersystems 3 erzeugt. Das Triggersystem 3 adaptiert die Pulsbestrahlungsfrequenz und andere Parameter in einer entsprechenden, herkömmlichen Weise. Die zentrale Verarbeitungseinheit 18 weist weiterhin eine Steuereinheit 76 auf, die die Ausführung des Programms und das Öffnen und Schließen der Kollimatorplatten 41, 42 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert, um die Strahlung entsprechend eines gewünschten Identitätsprofiles zu liefern.
Die zentrale Verarbeitungseinheit 18 und insbesondere die Steuereinheit 76 steuern das Optimieren und Abbilden einer Intensitätskarte entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 ist eine Darstellung einer Intensitätskarte 400 gezeigt, die eine Mehrzahl von 1 cm × 1 cm-Makrozellen 800 (dargestellt durch die gestrichelten Linien) und eine Mehrzahl von 5 mm × 5 mm- Mikrozellen 802 aufweist. Wie oben angemerkt wurde, hat der beispielhafte Multi- Lamellen-Kollimator eine Lamellenbreite mit einem 1 cm großen Schatten im Isozentrum. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Felder, die gegeneinander um 90 Grad in der Kollimatordrehung versetzt sind, kombiniert und eine Gittergröße von 1 cm × 5 mm für die Lamellenpositionen wird erlaubt bzw. ermöglicht. Zur Ausbildung von Mikrogradienten innerhalb der 1 cm × 1 cm- Zellen 800 wird jede 1 cm × 1 cm-Zelle 800 von vier 5 mm × 5 mm-Mikrozellen 802 gebildet. Derart wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, eine Zellenintensitätskarte enthalten, bei der jede Mikrozelle in der Karte beispielsweise 5 mm × 5 mm mißt. Es wird bemerkt, daß zur Vereinfachung nur ein 6 × 6-Gitter gezeigt ist. Entsprechend einer Ausführungsform wird die Intensitätskarte durch ein 42 × 42-Gitter gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Mitte der Intensitätskarte zum Punkt 402 gezeigt, der die Ecke ist, die durch die Mikrozellen mit den Zeilen- und Spaltenorten (21, 21), (21, 22), (22, 21), (22, 22) geteilt wird. Jeweils vier dieser Mikrozellen 802 werden in einer der Zellen 800 wie die Zelle 404 gruppiert, was in einer neuen Matrix resultiert, die einen 21 Zeilen mal 21 Spalten aufweist, wobei ihre Mitte innerhalb der Zelle 404 in Zeile 11, Spalte 11, liegt.
Fig. 5 illustriert eine beispielhafte Abbildung 5000 der Mikrozellen. Die Mikrozelle a ist die Zelle mit dem Minimalwert, b ist die Mikrozelle in derselben Zeile wie a, c ist die Mikrozelle in derselben Spalte wie a und d ist die Mikrozelle, die diagonal zu a liegt. Dann sind die folgenden Anforderungen für die 42 × 42-Karte (d. h. die Mikrokarte) notwendig, damit sie mit einem Multi-Lamellen-Kollimator mit 1 cm Lamellen lieferbar ist:
bm = am + ΔH
cm = am + ΔV
dm = am + ΔH + ΔV (1)
ΔH und ΔV sind frei wählbare Inkremente. Nach Definition der Mikrozellen ist es nun notwendig, die Mikrozellen in zwei orthogonale Karten zu zerlegen. Falls die Gegenstücke der Zellen an den Positionen a, b, c und d (deren Werte gleich am, bm, cm, dm sind) in der Mikrokarte die Zellen in den beiden orthogonalen Karten wie a0, b0, c0 und d0 für die Karte, die dieselbe Kollimatorausrichtung wie die Mikrokarte hat, und a90, b90, c90 und d90 für die Karte, die um 90 Grad versetzt ist (wie in Fig. 6(A) gezeigt ist), sind, dann wird die Karte der zerlegten Werte repräsentiert, wie es in Gleichung 2 gezeigt ist:
a0 = c0 = am
b0 = d0 = bm
a90 = b90 = 0
c90 = d90 = ΔV (2)
Dieses ist in Fig. 6B illustriert.
Wie entnommen werden kann, werden, obwohl die orthogonalen Karten dargestellt sind als 5 mm × 5 mm-Karten, sie in Karten zerlegt, die 1 cm × 5 mm und 5 mm × 1 cm Zellgrößen aufweisen. Wenn die 1 cm × 5 mm-Karten einmal erzeugt worden sind, können sie mit herkömmlichen Verfahren und insbesondere unter Verwendung des Optimierungsverfahrens sequentiert werden, das in dem US-Patent Nr. 5 663 999 (≈ EP 0 817 209 A1) beschrieben ist, das hiermit, insbesondere bezüglich des Optimierungsverfahrens, durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird, als ob es vollständig in der Beschreibung enthalten wäre.
Es wird bemerkt, daß eine ähnliche Abbildung und Teilung geliefert werden kann, falls eine höhere Auflösung gewünscht wird. Zum Beispiel kann jede Makrozelle in neun (3 × 3) Mikrozellen gerichtet bzw. zerlegt werden. In diesem Fall kann eine Intensitätskarte als zwei orthogonale Intensitätskarten mit einer Auflösung von 1 cm × 1/3 cm und 1/3 cm × 1 cm geliefert werden. Zum Beispiel können, wie in Fig. 8 gezeigt ist, Mikrozellenwerte für jede Makrozelle als eine lineare Kombination von sechs 3 × 3-Einzelzeilenmatrizen (R1-R3) oder Einzelspaltenmatrizen (C1-C3) geliefert werden. Falls jede Makrozelle Mi,j (wobei i und j Werte von 1-21 aufweisen) wie in Fig. 9 gezeigt dargestellt wird, muß jede Makrozelle, um zum Liefern einer Intensitätskarte mit einer Auflösung einer Mikrozelle in der Lage zu sein, die Anforderung aus Gleichung 3 erfüllen
Mi,j = Σp(rpRp + cpCp) (3)
wobei p der Index der Mikrozellen in einer Zeile ist, rp und cp ganze Zahlen (0, 1, 2 . . .) und Rp und Cp die einzelnen Zeilen-Mikromatrizen bzw. Spalten-Mikromatrizen sind. Die beiden orthogonalen Karten werden wie folgt definiert:
M0i,j = ΣpcpCp
M90i,j = ΣprpRp (4)
In einer 3 × 3-Mikromatrix ist der Maximalwert des Index p gleich 3. Es wird bemerkt, daß die Gleichungen (3) und (4) allgemein auch auf noch kleiner bemessene Mikrozellen anwendbar sind: Cp ist die Mikromatrix, deren p-te Spalte alle 1-er (0-er sonst) aufweist und Rp ist die Mikromatrix, deren p-te Zeile alle 1-er (0-er sonst) aufweist.
Ein Ablaufdiagramm, das diesen Vorgang illustriert, ist in Fig. 7 gezeigt.
Insbesondere wird in Schritt 702 die Intensitätskarte für die Behandlungslieferung in der Steuereinheit definiert: In Schritt 704 wird eine Mehrzahl von Mikrozellen, die sich um ein Isozentrum 402 zentrieren, definiert und gespeichert. Die Mikrozellen können z. B. 0,5 cm × 0,5 cm-Mikrozellen innerhalb von 1 cm × 1 cm-"Makrozellen" sein. In Schritt 706 werden die Mikrozellen in zwei orthogonale Karten bzw. Segmente kartiert bzw. abgebildet, wie es in den Gleichungen (1) und (2) definiert ist. Als nächstes können in Schritt 708 die Segmente entsprechend des Verfahrens aus US 5 663 999 optimiert werden. Letztendlich wird in Schritt 710 die Behandlung geliefert, d. h. die Bestrahlungsbehandlung ausgeführt. Es wird bemerkt, daß Mikrozellen mit kleinerer Größe erhalten werden können, wie es bezüglich der Gleichungen (3) und (4) und Fig. 9 beschrieben worden ist.
Die Erfindung ist nicht auf die obige detaillierte Beschreibung begrenzt, sondern es ist beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, die vernünftigerweise in den Umfang der anhängenden Ansprüche einbezogen werden können, zu umfassen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Liefern von Strahlung von einer Quelle an ein Objekt wie einen Körper (13), das den Schritt des
Definierens einer Intensitätskarte (400) von zu liefernder Strahlung, wobei die Intensitätskarte eine Mehrzahl von Zellen (800) einer ersten Größe enthält, aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte des
Teilens der Intensitätskarte (400) in Zellen (802) einer zweiten Größe,
Abbildens einer Mehrzahl der Zellen (802) der zweiten Größe in orthogonale Zellen (600, 602), und
Lieferns der Strahlung basierend auf einem Ergebnis des Abbildens.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zellen (800) der ersten Größe mindestens eine erste Abmessung, die ungefähr gleich zu einer Breite einer Kollimatorlamelle (41, 42) ist, aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Zellen (802) der zweiten Größe mindestens eine erste Abmessung, die ungefähr die Hälfte einer Breite einer Kollimatorlamelle (41, 42) ist, aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiter den Schritt des Optimierens der Lieferung der orthogonalen Zellen (600, 602) aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zellen (800) der ersten Größe ungefähr 1 cm × 1 cm sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Zellen (802) der zweiten Größe ungefähr 5 mm × 5 mm sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Schritt des Teilens das Teilen jeder Zelle (800) der ersten Größe in vier Zellen (802) der zweiten Größe entsprechend der folgenden Beziehungen aufweist:
bm = am + ΔH
cm = am + ΔV
dm = am + ΔH + ΔV
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schritt des Abbildens das Abbilden entsprechend der folgenden Beziehungen aufweist:
a0 = c0 = am
b0 = d0 = bm
a90 = b90 = 0
c90 = d90 = ΔV
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Mehrzahl der Zellen (802) der zweiten Größe entsprechend der folgenden Beziehungen abgebildet werden:
Mi,j = Σp(rpRp + cpCp)
wobei Mi,j eine Makrozelle ist, p der Index einer Mikrozelle ist, i und j die Nummer von Makrozellen in der Zeilen- bzw. Spaltenrichtung sind, Rp und Cp Einzelzeilenmikromatrizen und Einzelspaltenmikromatrizen sind, und rp und cp ganze Zahlen sind.
10. System zum Liefern von Strahlung von einer Quelle an ein Objekt wie einen Körper (13), mit
einer Strahlabschirmvorrichtung (401), die mehrere Lamellen zum Blockieren von Strahlung von der Quelle aufweist, wobei die Lamellen eine erste vorbestimmte Breite aufweisen, und
einem Spezifizierungsmittel (200) zum Spezifizieren einer ersten Intensitätskarte (400), wobei die erste Intensitätskarte eine Mehrzahl von Zellen (800), die die erste vorbestimmte Breite aufweisen, definiert,
gekennzeichnet durch
ein Ableitungsmittel (200) zum Ableiten einer zweiten Intensitätskarte aus der ersten Intensitätskarte, wobei das Ableiten das Definieren von Mikrozellen (802) mit einer Breite eines vorbestimmten Teils der ersten vorbestimmten Breite enthält, und
ein Liefermittel (200, 2) zum Liefern der Strahlung entsprechend einer orthogonalen Abbildung der Mikrozellen.
11. System nach Anspruch 10, bei dem das Spezifizierungsmittel (200) angepaßt ist zum Spezifizieren von 1 cm × 1 cm-Zellen (800).
12. System nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Ableitungsmittel (200) angepaßt ist zum Ableiten von 5 mm × 5 mm-Mikrozellen (802).
13. System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem das Ableitungsmittel (200) angepaßt ist zum Ableiten der Mikrozellen (802) entsprechend der folgenden Beziehungen:
bm = am + ΔH
cm = am + ΔV
dm = am + ΔH + ΔV
14. System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem das Ableitungsmittel (202, 2) angepaßt ist zum Liefern der Strahlung entsprechend der folgenden Beziehungen:
a0 = c0 = am
b0 = d0 = bm
a90 = b90 = 0
c90 = d90 = ΔV
15. System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Abbilden definiert ist durch die folgenden Beziehungen:
Mi,j = Σp(rpRp + cpCp)
M0i,j = ΣprpRp
M90i,j = ΣpcpCp
wobei Mi,j eine Makrozelle ist, p der Index einer Mikrozelle ist, i und j die Nummer von Makrozellen in der Zeilen- bzw. Spaltenrichtung sind, Rp und Cp Einzelzeilenmikromatrizen und Einzelspaltenmikromatrizen sind, und rp und cp ganze Zahlen sind.
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