DE10036444A1 - Lokalisieren eines Isozentrums unter Verwendung elektronischer Portalabbildung - Google Patents

Abstract

Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Isozentrum (13) eines Bildes unter Verwendung eines Mehrlamellenkollimators (19) gefunden werden. Entsprechend dieser Ausführungsform wird eine Zentrallamelle (104a) in das Zentrum des Röntgenstrahlfeldes vorgeschoben, wobei alle anderen Lamellen (104) zurückgezogen sind. Ein Bild wird aufgenommen. Eine Linie (500, 502) durch das Zentrum der Zentrallamelle (104a) wird identifiziert. Diese Linie (500, 502) ist auch eine Linie (500, 502) durch das Isozentrum (13). Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Finden eines Isozentrums (13) verwendet ein Zusatzgerät (600). Das Zusatzgerät (600) entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung enthält eine metallische Markierung (604) im Zentrum des Zusatzgerätes (600) mit weiteren metallischen Markierungen (604), die in einem vorbestimmten Abstand von dem Zentrum angeordnet sind. Durch das Zusatzgerät (600) hindurch kann ein Bild aufgenommen werden, wobei der Patient auf dem Tisch (26) liegt. Das sich ergebene Bild kann analysiert werden, um die Position der metallischen Markierungen (604) zum Bestimmen des Isozentrums (13) zu identifizieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Abbildungssysteme, wie sie typischerweise für Strahlen­ behandlung verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Abbil­ dungssysteme für lineare Beschleuniger (Linacs), die in der Strahlentherapie verwendet werden können.

Die Verwendung eines linearen Beschleunigers in der Strahlentherapie ist allgemein bekannt. Solche linearen Beschleuniger werden typischerweise zum Behandeln von Pa­ tienten mit Röntgenstrahlen oder Elektronenstrahlen verwendet. Solche Röntgenstrahlen entstehen, wenn hochenergetische Elektronen in einem Target-Material, wie Wolfram, abgebremst werden. Alternativ können die Elektronen selbst direkt für die Behandlung verwendet werden.

Die größeren Module in einem Linearbeschleuniger umfassen typischerweise ein be­ wegliches Brückengerüst mit einem Behandlungskopf, ein Gestell, eine Steuerkonsole und eine Behandlungsliege. Das Gestell ist typischerweise starr auf dem Boden veran­ kert und das Brückengerüst dreht sich typischerweise auf Lagern in dem Gestell. Der betriebsmäßge Beschleunigungsaufbau, der in dem Brückengerüst untergebracht ist, dreht sich typischerweise um eine horizontale Achse, die durch das Gestell festgelegt ist, um einen auf der Behandlungsliege liegenden Patienten zu behandeln.

Bei der Strahlentherapiebehandlung eines Patienten ist geometrische Genauigkeit ein sehr wichtiger Faktor für den Erfolg der Behandlung. Das Ziel ist im allgemeinen, ein spezifisches Target zu treffen, wie einen Tumor, und kritische Bereiche des Körpers ei­ nes Patienten, wie die Wirbelsäule, nicht zu treffen. Eine genaue Positionierung des Pa­ tienten kann für das Vermeiden einer Beschädigung von Gewebe und kritischer Organe wichtig sein. Typischerweise gilt innerhalb vernünftiger Grenzen, je genauer die Beauf­ schlagung eines exakten Targets mit Röntgenstrahlen ist, je höher kann die Dosis sein, die ein Patient erhalten darf.

Ein elektronisches Portalbild kann erfaßt werden, um zu bestimmen, ob das Target an dem Patienten innerhalb des Behandlungsstrahls ist und ob kritische Bereiche des Pati­ enten verfehlt werden. Typischerweise sind Personen dafür verantwortlich, diese Bilder aufzunehmen und zu entscheiden, ob der Patient korrekt positioniert ist. Wenn für das Bild ein Film verwendet wird, dann muß der Film typischerweise entwickelt werden und neben einem Referenzbild angeordnet werden, um die beiden Bilder zu vergleichen. Das Referenzbild ist typischerweise ein Röntgenbild, das von dem Arzt des Patienten markiert ist. Die beiden Bilder werden typischerweise verglichen, um sicherzustellen, daß die aktuell behandelte Fläche die gleiche Fläche ist wie die, die der Arzt des Pati­ enten in dem Referenzbild markiert hat. Dieser Vergleich ist typischerweise ein visuel­ ler Vergleich. Eine technische Hilfskraft kann die beiden Bilder visuell vergleichen und versuchen, visuelle Markierungen zwischen den beiden Bildern zur Deckung zu brin­ gen. Ein mögliches Problem bei diesem visuellen Vergleich ist menschlicher Irrtum bei dem Vergleich der beiden Bilder. Die den Vergleich durchführende Person schaut nor­ malerweise nach sehr kleinen Fehlern, in der Größenordnung von Millimetern, die nor­ malerweise sehr schwierig visuell zu vergleichen sind.

Ein anderer Punkt, der zu dem Problem beiträgt, liegt darin, daß normalerweise hoch­ energetische Röntgenstrahlung verwendet wird. Entsprechend geht der größte Teil der Röntgenstrahlen durch den Körper des Patienten hindurch und typischerweise wird eine knochige Markierung benötigt, um der Person, die den Vergleich durchführt, eine An­ zeige des Referenzbildes zu geben. Dieser visuelle Vergleich zwischen einem vagen Patientenpositionierbild und einem Referenzbild kann sehr ungenau sein.

Elektronische Portalabbildungssysteme können ein Bild ohne die Verwendung eines Films erzeugen; jedoch muß eine Person weiterhin das entstehende Bild mit einem Re­ ferenzbild visuell vergleichen. Bei der elektronischen Portalabbildung können einige Meßwerkzeuge verwendet werden; der Vergleich ist jedoch weiterhin im wesentlichen ein materieller Vorgang.

Es sind zwar Algorithmen zum elektronischen Vergleichen zweier Bilder bekannt; es besteht jedoch typischerweise keine Möglichkeit, sicherzustellen, daß die beiden Bilder mit dem gleichen Bezugsrahmen verglichen werden, um eine geeignete Übereinstim­ mung bzw Ausrichtung sicherzustellen. Der Referenzrahmen der Portalabbildungsvor­ richtung ist typischerweise aufgrund mechanischer Fehler nicht bekannt. Das Brücken­ gerüst der Portalabbildungsvorrichtung dreht sich typischerweise um den Patienten. Wenn das Brückengerüst gedreht wird, erfährt das Brückengerüst üblicherweise eine mechanische Durchbiegung, die den Referenzrahmen des Bildes verschieben kann. Zu­ sätzlich ist das Detektorgehäuse der Abbildungsvorrichtung typischerweise in das Brü­ ckengerüst einziehbar und es ist möglich, daß das Detektorgehäuse nicht jedesmal die gleiche Position einnimmt, wenn es ausgefahren ist. Obwohl die mechanische Durch­ biegung ziemlich klein sein kann, kann ein Millimeter oder ein halber Millimeter einen Unterschied in der Positionierung des Patienten ausmachen. Entsprechend kann das Bild im Vergleich mit dem Referenzbild verschoben sein.

Wenn ein Bild mit dem Referenzbild verglichen wurde, kann ein Mehrlamellenkolli­ mator verwendet werden, um den Behandlungsstrahl auf eine ausgewählte Fläche des Patienten zu richten. Ohne einen gut definierten Referenzpunkt kann der Kollimator je­ doch den Behandlungsstrahl etwas außerhalb des Targets lenken.

Es wäre wünschenswert, einen Bezugsrahmen genau zu identifizieren, so daß ein elekt­ ronischer Vergleich eines Patientenpositionierbildes und des Referenzbildes durchge­ führt werden kann, um einen präzisen und genauen Vergleich zu schaffen. Es wäre weiter wünschenswert, einen Referenzpunkt für den Mehrlamellenkollimator genau zu identifizieren, so daß der Kollimator für den Patienten in geeigneter Weise kalibriert werden kann. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit solchen Notwendigkeiten.

Für weitere Hintergrundinformation bezüglich der Konstruktion und des Betriebs einer typischen Strahlentherapievorrichtung wird auf eine Broschüre mit dem Titel "A Primer on Theory and Operation of Linear Accelerator in Radiation Therapy", U.S. Department of Commerce, National Technical Information Service, Dezember 1981, hingewiesen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Finden eines Isozentrums eines Bildes. Sobald das Isozentrum des Bildes identifiziert wurde, kann auf jeden weiteren Punkt des Bildes bezüglich des Isozentrums Bezug genommen werden. Entsprechend kann das Finden des Isozentrums das Ausrichten eines Referenz­ rahmens für das Bild mit einem Referenzbild erleichtern. Wenn ein Referenzrahmen für beide Bilder identifiziert ist, können bekannte Algorithmen verwendet werden, um die beiden Bilder für eine genaue und präzise Messung elektronisch zu vergleichen. Weiter kann das Finden des Isozentrums beim Kalibrieren einer Strahlentherapievorrichtung, wie einen Kollimator, hilfreich sein.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Isozentrum eines Bildes unter Verwendung eines Mehrlamellenkollimators gefunden werden. Bei dieser Ausfüh­ rungsform wird eine zentrale Lamelle in das Zentrum des Röntgenstrahlfeldes vorge­ schoben, wobei alle anderen Lamellen zurückgezogen werden. Es wird ein Bild aufge­ nommen. Eine Linie durch die Mitte der zentralen Lamelle wird identifiziert. Diese Li­ nie ist auch eine Linie durch das Isozentrum. Der Mehrlamellenkollimator wird dann gedreht und es wird ein zweites Bild aufgenommen bzw. erzeugt. Eine zweite Linie, die durch die Mitte der zentralen Lamelle geht, wird ebenfalls identifiziert. Diese zweite Linie ist wiederum eine Linie, die durch das Isozentrum geht. Entsprechend ist der Schnittpunkt der beiden Linien das Isozentrum.

Ein anderes Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Finden des Isozentrums verwendet ein Zusatzgerät. Das Zusatzgerät entsprechend einer Aus­ führungsform der Erfindung enthält eine Metallmarkierung im Zentrum des Zusatzge­ rätes, wobei Metallmarkierungen in einem vorbestimmten Abstand von der Mitte ent­ fernt angeordnet sind. Durch das Zusatzgerät hindurch kann ein Bild aufgenommen werden, wobei sich der Patient auf dem Tisch befindet. Das sich ergebende Bild kann analysiert werden, um die Position der Metallmarkierung zu identifizieren, um das Iso­ zentrum zu bestimmen. Sobald das Isozentrum bestimmt ist, kann das Bild elektronisch mit einem Referenzbild verglichen werden.

Ein Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren ei­ nes Isozentrums eines Bildes wird dargestellt. Das Verfahren enthält das Vorspringen bzw. Vorschieben einer Zentrallamelle auf einen Kollimator; das Aufnehmen eines Bil­ des durch den Kollimator hindurch und das Identifizieren einer Linie, die die Zentralla­ melle durchquert, wobei die Linie auch ein Isozentrum des Bildes durchquert.

Ein System entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren eines Isozentrums eines Bildes wird ebenfalls beschrieben. Das System umfaßt einen Kolli­ mator mit einer Zentrallamelle und eine Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen ei­ nes Bildes des Kollimators, wobei eine Linie durch die Zentrallamelle als ein Iso­ zentrum des Bildes durchquerend identifiziert wird.

Bezüglich eines anderen Aspektes der Erfindung wird ein Verfahren entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren eines Isozentrums eines Bil­ des beschrieben. Das Verfahren enthält die Bereitstellung eines Zusatzgerätes, wobei das Zusatzgerät ein Isozentrum mit einer Markierung identifiziert; Aufnehmen eines Bildes durch das Zusatzgerät hindurch und Identifizieren des Bildes der Markierung als das Isozentrum.

Ein System entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zum Lokali­ sieren eines Isozentrums eines Bildes wird ebenfalls dargestellt. Das System enthält ein Zusatzgerät, wobei das Zusatzgerät ein Isozentrum des Zusatzgerätes mit einer Markie­ rung identifiziert; und eine Bildaufnahmevorrichtung, die derart aufgebaut ist, daß ein Bild durch das Zusatzgerät hindurch aufgenommen wird, wobei ein Bild der Markie­ rung als ein Isozentrum des Bildes identifiziert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine Bestrahlungsbehandlungseinrichtung mit einer zurückziehbaren Abbil­ dungsvorrichtung,

Fig. 2 ein Isozentrum,

Fig. 3 einen Mehrlamellenkollimator,

Fig. 4 ein Flußdiagramm entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren eines Isozentrums unter Verwendung eines Mehrlamellenkolli­ mators,

Fig. 5a bis 5c einen Mehrlamellenkollimator in verschiedenen Zuständen zum Bestimmen ei­ nes Isozentrums entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein Zusatzgerät entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, das zur Bestimmung des Isozentrums verwendet werden kann und

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Verfahrens entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Finden eines Isozentrums unter Verwendung eines Zusatzgerä­ tes.

Die folgende Beschreibung soll einem Durchschnittsfachmann die Ausführung und Verwendung der Erfindung ermöglichen und geschieht im Zusammenhang einer Patent­ anmeldung und ihrer Erfordernisse. Verschiedene Abänderungen der bevorzugten Aus­ führungsformen sind dem Fachmann in einfacher Weise geläufig und die Grundprinzi­ pien können für andere Ausführungsformen angewendet werden. Somit ist nicht beab­ sichtigt, die vorliegende Erfindung auf die dargestellten Ausführungsformen zu be­ schränken, sondern sie soll dem weitesten Umfang entsprechen, der mit den beschriebe­ nen Prinzipien und Merkmalen abgedeckt ist.

Ein Beispiel einer Behandlungseinrichtung mit einem Linearbeschleuniger ist in dem US Patent 5,138,647 beschrieben, das am 08.11.92 für Nguyen et al. erteilt wurde. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung ähnlich der in dem US Patent 5,138,647 beschriebenen.

Fig. 1 zeigt eine Linearbeschleunigereinrichtung mit einem Gestell 1, das typischerwei­ se starr am Boden verankert ist. Die Säule bzw. das Gestell 1 trägt ein Brückengerüst 3, mit einem Behandlungskopf 5. Das Brückengerüst 3 kann auf einem Lager 7 um eine horizontale Achse 9 drehen. Innerhalb des Brückengerüstes 3 und des Behandlungskop­ fes 5 ist ein Wellenleiter 14 angeordnet, der Energie kanalisiert. Der Wellenleiter 14 ist, wie dargestellt, mit einem Ablenkmagnet 15 verbunden, der den Energiestrahl durch ein Target 17 und in einen Kollimator 19 leitet. Der sich ergebende Strahl kann optional durch eine Art von Zusatzgerät in einem Zusatzgeräthalter 21 strahlen.

In dem Gestell 1 ist typischerweise ein Elektroneninjektor vorgesehen, der Injektorim­ pulse an eine in dem Brückengerüst 3 angeordnete Elektronenkanone liefert. Von der Elektronenkanone werden Elektronen in den Wellenleiter 14 emittiert, um dort be­ schleunigt zu werden. Ein dem Wellenleiter 14 zugeführtes elektromagnetisches Feld beschleunigt die von der Elektronenkanone emittierten Elektronen typischerweise, um einen Elektronenstrahl zu bilden. In dem Behandlungskopf 5 tritt der Elektronenstrahl typischerweise in eine evakuierte Umhüllung ein, die den Elektronenstrahl um bei­ spielsweise 270° ablenkt. Der Elektronenstrahl verläßt dann typischerweise die Umhül­ lung durch ein Fenster. Wenn Elektronenstrahlung erzeugt werden soll, wird typischer­ weise eine Streufolie in die Bahn des Elektronenstrahls bewegt. Wenn Röntgenstrah­ lung erzeugt werden soll, wird typischerweise ein Target in die Bahn bewegt. Das Ener­ gieniveau des Elektronenstrahls ist höher als während der Erzeugung der Elektronen­ strahlung, da zum Erzeugen von Röntgenstrahlung aufgrund der Abbremsung der Elekt­ ronen auf dem Target mehr Energie notwendig ist. Die Röntgenstrahlen haben typi­ scherweise eine Durchdringungsleistung und können zur Behandlung tiefsitzender Tu­ more verwendet werden, während die Elektronen selbst unmittelbar verwendet werden können, um oberflächlichere Geschwüre zu behandeln. Während der Behandlung ruht der Patient auf einer Behandlungsliege 26 und durchschneidet die Behandlungsfläche in einem Isozentrum 13.

An einer Vorderseite auf der Seite des Brückengerüsts 3 ermöglicht ein zurückziehbares und zusammenschiebbares Portalabbildungsdetektorgehäuse 35, daß eine Strahlungsbe­ handlung gleichzeitig mit einer Visualisierung der Anatomie des Patienten innerhalb des Röntgenstrahlungsstrahls durchgeführt wird. Nach Durchtritt durch den Körper des Patienten fallen die Röntgenstrahlen auf einen Bilddetektor 24, dessen Licht von einem Spiegel 19 reflektiert wird und von einer Videokamera 33 eingefangen wird. Die Vi­ deokamera kann mit einer integrierten Behandlungsarbeitsstation verbunden sein, wo die Funktionen und die Steuerung der Videokamera in dem gleichen System gesteuert werden können wie die Funktionen und Steuerung der Einstellungen des Brückenge­ rüstes 3. Alternativ kann die Videokamera 33 mit einem Computerystems verbunden sein, auf das von einem anderen Computersystems her elektronischer Zugriff besteht, wobei das zweite Computersystem die Bewegungen und Einstellungen des Brückenge­ rüstes 3 steuert. Eine weitere Alternative liegt darin, daß die Videokamera 33 mit einem Videokameracomputersystem verbunden ist, während die Bewegungen und die Steue­ rung des Brückengerüsts 3 über ein separates Computersystem erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein Isozentrum. Fig. 2 zeigt einen Patienten mit einem Isozentrum 13, das an dem dreidimensionalen Zentrum des Behandlungsfeldes angeordnet ist. Das Iso­ zentrum 13 ist aus einer Ansicht über dem Patienten im Zentrum des Behandlungsfeldes angeordnet und ebenso aus einer Ansicht von seitlich des Patienten das Zentrum des Patienten innerhalb des Behandlungsfeldes (siehe Isozentrum 13 in Fig. 1). Alle anderen Stellen innerhalb des Behandlungsfeldes können relativ zum Isozentrum 13 definiert werden. Beispielsweise können die Patientenpositionierung, die Abmessungen des Be­ handlungsfeldes und die Form des Behandlungsfeldes relativ zum Isozentrum 13 defi­ niert werden. Ein zweidimensionales Bild hat ebenfalls ein zweidimensionales Iso­ zentrum, das dem dreidimensionalen Isozentrum entspricht. Wenn das zweidimensio­ nale Isozentrum bestimmt ist, können alle Ausrüstungs- bzw. Zubehörkalibrierungen, Bildvergleiche und die Positionierung des Patienten bezüglich des Isozentrums durchge­ führt werden. Wenn das Detektorgehäuse 35 zentriert ist und das Brückengerüst über dem Detektorgehäuse 35 zentriert ist, sollte das Isozentrum im Zentrum des Bildes sein. Wenn das Detektorgehäuse 35 jedoch nicht genau zentriert ist oder wenn das Brücken­ gerüst 3 nicht genau über dem Detektorgehäuse 35 zentriert ist, dann ist typischerweise nicht klar, wo das Isozentrum angeordnet ist.

Fig. 3 ist eine Darstellung eines Mehrlamellenkollimators 19. In dem in Fig. 3 darge­ stellten Beispiel ist ein Mehrlamellenkollimator 19 als um ein Target 100, beispielswei­ se einen Tumor, herum geformt dargestellt. Tumorformen sind oft unregelmäßig und ein Mehrlamellenkollimator, wie der von Siemens hergestellte Mehrlamellenkollimator, erleichtert, daß tumorfreies Gewebe mit minimaler Strahlung beaufschlagt wird, indem er selbst ähnlich der Form des Tumors geformt wird.

Wie dargestellt, enthält der Mehrlamellenkollimator 19 auf jeder Seite des Targets 100 angeordnete Lamellen 104. Zusätzlich kann der Mehrlamellenkollimator 19 einen Satz von Backen 102a bis 102b enthalten, die senkrecht zu den Lamellen 104 angeordnet sind. Die Backen 102a-102b können in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Lamellen 104 beweglich sein. Entsprechend können sich die Backen 102a-102b anein­ ander annähern, um die Größe des Röntgenstrahlungsfeldes zu vermindern, oder von­ einander wegbewegen, um die Größe des Röntgenstrahlenfeldes zu vergrößern. Ähnlich kann jede Lamelle 104 längs ihrer Längsrichtung in Richtung oder weg von einer gege­ nüberliegenden Lamelle 104 bewegt werden, um das Röntgenstrahlungsfeld an ein je­ weiliges Target 100, beispielsweise einen Tumor, anzupassen. Das Röntgenstrahlungs­ feld kann innerhalb des Raumes zwischen den Lamellen 104 und den Backen 102a- 102b durchtreten.

Wenn der Mehrlamellenkollimator 19 im wesentlichen ähnlich dem Target 100 geformt ist, erlaubt er, daß das Target 100 mit einer sehr hohen Dosis beaufschlagt wird, wäh­ rend gesundes Gewebe und vitale Organe weiter geschützt sind. Selbst wenn der Mehr­ lamellenkollimator 19 sehr ähnlich dem Target 100 geformt ist, können gesundes Ge­ webe und vitale Organe geschädigt werden, wenn der Mehrlamellenkollimator 19 nicht auf den Ort des Targets 100 abgestimmt ist.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren des Isozenters unter Verwendung eines Mehrlamellenkol­ limators. Das in Fig. 4 dargestellte Verfahren wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5a-5c erläutert. Die Fig. 5a-5c stellen einen Mehrlamellenkollimator in unterschiedlichen Po­ sitionen bei unterschiedlichen Verfahrensschritten dar, wie sie in dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren gemäß der beispielhaften Fig. 4 beschrieben sind.

Eine Zentrallamelle eines Mehrlamellenkollimators steht in das Zentrum eines Feldes vor, wobei alle anderen Lamellen zurückgezogen sind (Schritt 200). In Fig. 5a ist darge­ stellt, wie eine Zentrallamelle 104a in das Zentrum eines Feldes, wie ein Röntgenstrah­ lenfeld, vorsteht, wobei alle anderen Lamellen 104 zurückgezogen sind. Im Beispiel ei­ nes Siemens Mehrlamellenkollimators, können an jeder Seite des Feldes 29 Lamellen sein, so daß insgesamt 58 Lamellen und zwei Backen vorhanden sind (s. Fig. 3). In die­ sem Beispiel ist die Zentrallamelle die Lamelle 15 (die 15. Lamelle, von jeder Richtung her gezählt).

Durch den Mehrlamellenkollimator hindurch wird ein Bild aufgenommen (Schritt 202). Dann wird eine Linie durch die Längsmitte der Zentrallamelle identifiziert (Schritt 204). In dem Beispiel der Fig. 5a ist die Linie durch die Längsmitte der Zentrallamelle 104a die Linie 500. Da das Isozentrum theoretisch im Zentrum des Feldes ist und die Gestalt des Feldes durch den Mehrlamellenkollimator definiert ist, sollte die Zentrallamelle 104a in der Mitte des Feldes angeordnet sein. Da die Breite jeder Lamelle gleich sein sollte und alle Lamellen bündig gegeneinander angeordnet sein sollten, sollte die Breite des Kollimators senkrecht zu der Längsachse der Lamellen konstant bleiben. Entspre­ chend ist die Linie 500 eine Linie, die durch das Isozentrum geht.

Wenn die Linie 500 identifiziert ist, wird der Mehrlamellenkollimator gedreht (Schritt 206). Beispielsweise kann der Mehrlamellenkollimator um 90° oder 45° gedreht wer­ den. Im Beispiel der Fig. 5b wird der Mehrlamellenkollimator um 90° bezüglich seiner Position in Fig. 5a gedreht.

Anschließend wird ein zweites Bild aufgenommen, in dem das Feld durch den Kolli­ mator hindurchtreten kann (Schritt 208). Sobald das zweite Bild aufgenommen ist, wird eine zweite durch die Längsmitte der Zentrallamelle 104a hindurchgehende Linie iden­ tifiziert (Schritt 210). In dem dargestellten Beispiel ist die zweite, durch die Längsmitte der Zentrallamelle 104 durchgehende Linie die Linie 502.

Der Schnittpunkt der Linien 500 und 502 wird dann als das Isozentrum identifiziert (Schritt 212). Wenn der Mehrlamellenkollimator um einen anderen Winkel gedreht wird, beispielsweise um zwei 45° Drehungen, und ein dritte Linie (nicht dargestellt) i­ dentifiziert wird, würde der Schnittpunkt aller drei Linien als das Isozentrum definiert. Wenn sich weniger als alle Linien in einem Punkt schneiden, dann würde der Punkt, an dem sich die Mehrzahl der Linien schneiden, als Isozentrum identifiziert und die restli­ chen Linien würden einem mechanischem Fehler zugeschrieben.

Wenn das Isozentrum lokalisiert ist, kann die Position jeder Lamelle bezüglich des Iso­ zentrums 13 identifiziert werden (Schritt 214). Entsprechend kann die Position jeder Lamelle des Mehrlamellenkollimators bezüglich des Isozentrums 13 kalibriert werden (Schritt 216). In dem in Fig. 5c dargestellten Beispiel ist eine zweite Lamelle 104b in einer spezifizierten Position dargestellt. Die Position der Lamelle 104b kann bezüglich des Isozentrums 13 kalibriert werden, um eine Genauigkeit und eine Präzision trotz me­ chanischer Fehler beim Positionieren der Lamelle 104b sicherzustellen.

Fig. 6 zeigt ein Zusatzgerät, das zum Finden des Isozentrums entsprechend einer ande­ ren Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. Das Zusatzgerät 600 kann ein durchsichtiges Kunststoffteil 602 sein, das von einem Rahmen 606 umgeben ist. Der Rahmen 606 sollte eine mit dem Zusatzgeräthalter der Bestrahlungsbehandlungsvor­ richtung, wie einem Zusatzgeräthalter 21 der Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung ge­ mäß Fig. 1, kompatible Abmessung haben. Abmessungsbeispiele des Zusatzgerätes schließen Abmessungen von etwa 21 cm × 25 cm oder 25 cm × 25 cm ein. Innerhalb des klaren Kunststoffteils 602 können metallische Markierungen 604 angeordnet sein. Eine metallische Markierung sollte in der Mitte des klaren Kunststoffteils 602 angeordnet sein, wobei vorzugsweise verschiedene andere metallische Markierungen um vorbe­ stimmte Strecken voneinander entfernt sind, wie etwa 5 mm. Die metallische Markie­ rung kann ein Metalltropfen bzw. Metallkügelchen sein, das in dem Kunststoff 602 ein­ gebettet oder darin angeordnet ist. Die metallische Markierung besteht vorzugsweise aus einem Metall, das die Strahlung stoppt, wie Wolfram, und ist groß genug, um ein Bild zu ergeben. Ein Abmessungsbeispiel einer metallischen Markierung ist ein Durch­ messer von etwas 1-2 mm. Metallische Markierungen 604 können auf einer X- und ei­ ner Y-Achse 608a-608b voneinander entfernt angeordnet sein. Eine metallische Markie­ rung kann an dem Schnittpunkt der X- und Y-Achse 608a-608b angeordnet sein, um das Isozentrum anzuzeigen. Die zentrale metallische Markierung, die auf der X- und Y- Achse 608a-608b angeordnet ist, kann größer als einige der anderen Markierungen sein. Beispielsweise kann die zentrale metallische Markierung einen Durchmesser von 2 mm haben, auf die eine vorbestimmte Anzahl von kleineren metallischen Markierungen folgt, beispielsweise vier metallische Markierungen mit jeweils 1 mm Durchmesser, de­ nen dann eine weitere metallische Markierung mit 2 mm folgt, der wiederum vier weite­ re metallische Markierungen mit 1 mm folgen.

Das Röntgenstrahlenfeld hat typischerweise eine derart hohe Energie, daß der größte Teil der Röntgenstrahlen durch den Körper des Patienten hindurchgeht. Entsprechend können in einem Bild des Patienten nur harte Stellen des Patientenkörpers betrachtet werden, wie eine Knochenstruktur. Wenn das hochenergetische Röntgenstrahlfeld das Zusatzgerät 600 und den Patienten durchdringt, dann sollte das sich ergebende Bild die Metallmarkierungen 604 zeigen. Die zentrale metallische Markierung sollte sich im Iso­ zentrum des Bildes befinden. Wenn die zentrale metallische Markierung im Bild nicht sichtbar ist (beispielsweise wenn sich eine Knochenstruktur ebenfalls im Isozentrum be­ findet), dann können die restlichen metallischen Markierungen 604 verwendet werden, um das Isozentrum zu bestimmen, da alle metallischen Markierungen gleichmäßig in einem vorbestimmten Abstand von beispielsweise 5 mm angeordnet sind.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zum Lokalisieren des Isozentrums unter Verwendung eines Zusatzgerätes. Das Zusatzgerät 600 wird in eine Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung eingesetzt, bei­ spielsweise einen Zusatzgeräthalter 21 der Vorrichtung gemäß Fig. 1 (Schritt 700). An­ schließend wird ein Bild aufgenommen, wobei das Behandlungsfeld bzw. die Strahlung durch das Zusatzgerät 600 und den auf dem Tisch positionierten Patienten hindurchtritt (Schritt 702). Das Bild wird dann analysiert, um die Position der metallischen Markie­ rungen 604 zu identifizieren und das Isozentrum des Bildes zu bestimmen (Schritt 704). Sobald das Isozentrum identifiziert ist, kann das aufgenommene Bild elektronisch mit einem Referenzbild verglichen werden (Schritt 706). Der elektronische Vergleich kann mittels bekannter Algorithmen durchgeführt werden, wie dem Basic Pattern Recogniti­ on Module, der in der Matrox Imaging Library (MIL) enthalten ist, die von Matrox her­ gestellt wird.

Die Erfindung wurde zwar anhand der dargestellten Ausführungsformen beschrieben; ein Durchschnittsfachmann erkennt jedoch ohne weiteres, daß Abänderungen dieser Ausführungsformen möglich sind und diese Abänderungen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen. Entsprechend können zahlreiche Modifizierungen von einem Durch­ schnittsfachmann durchgeführt werden, ohne daß vom allgemeinen Gedanken und Um­ fang der beigefügten Ansprüche abgewichen wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Lokalisieren eines Isozentrums (13) auf einem Bild, enthaltend:
Vorspringen einer Zentrallamelle (104a) eines Kollimators (19);
Aufnehmen eines Bildes durch den Kollimator (19) hindurch und
Identifizieren einer Linie (500, 502) die durch die Zentrallamelle (104a) hindurchtritt,
wobei die Linie (500, 502) auch durch ein Isozentrum (13) des Bildes hindurchtritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter enthaltend eine Drehung des Kollimators (19).

3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter enthaltend Aufnehmen eines zweiten Bildes durch den Kollimator (19) hindurch.

4. Verfahren nach Anspruch 2, weiter enthaltend das Identifizieren einer zweiten Linie (500, 502), die durch die Zentrallamelle (104a) hindurchtritt, wobei die zweite Li­ nie (500, 502) ebenfalls durch das Isozentrum (13) des Bildes hindurchtritt.

5. System zum Lokalisieren eines Isozentrums (13) eines Bildes, enthaltend:
einen Kollimator (19) mit einer Zentrallamelle (104a); und
eine Bildaufnahmeeinrichtung (33) zum Aufnehmen eines Bildes des Kollimators (19), wobei eine Linie (500, 502) durch die Zentrallamelle (104a) als durch ein Isozentrum (13) des Bildes hindurchtretend identifiziert wird.

6. System nach Anspruch 5, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (33) zur Aufnah­ me eines zweiten Bildes des Kollimators (19) konfiguriert ist, wobei eine zweite Linie (550, 502) durch die Zentralllamelle (104a) ebenfalls als durch das Isozentrum (13) des zweiten Bildes hindurchtretend identifiziert wird.

7. System nach Anspruch 6, wobei das zweite Bild ein Bild des Kollimators (19) ist, der relativ zu dem Kollimator (19) des ersten Bildes verdreht ist.

8. Verfahren zum Lokalisieren eines Isozentrums (13) eines Bildes, enthaltend:
Bereitstellen eines Zusatzgerätes (600), wobei das Zusatzgerät (600) ein Isozentrum (13) mit einer Markierung (604) identifiziert;
Aufnehmen eines Bildes durch das Zusatzgerät (600) hindurch; und
Identifizieren eines Bildes der Markierung (604) als das Isozentrum (13).

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Markierung (604) aus einem Material ist, das Strahlung im wesentlichen stoppt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, weiter enthaltend eine zweite, in dem Zusatzgerät (600) enthaltene Markierung (604), wobei die zweite Markierung (604) in einem be­ kannten Abstand von der das Isozentrum (13) identifizierenden Markierung (604) ange­ ordnet ist.