DE10060887A1

DE10060887A1 - System und Verfahren zum Definieren von Strahlenbehandlungsintensitätskarten

Info

Publication number: DE10060887A1
Application number: DE10060887A
Authority: DE
Inventors: Ramon Alfredo Carvalho Siochi
Original assignee: Siemens Medical Systems Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2001-08-30
Also published as: JP2001224698A; GB2361859B; GB0029756D0; US6349129B1; GB2361859A

Abstract

Ein Verfahren zum Definieren einer Intensitätskarte zur Verwendung beim Zuführen von Strahlung aus einer Strahlenquelle zu einem Objekt mit einem Mehrlamellenkollimator (80) wird beschrieben. Das Verfahren enthält das Definieren eines Feldes auf dem Objekt für die Strahlenzufuhr. Das Feld enthält eine Mehrzahl von Zellen (102), von denen jede einen definierten Behandlungsintensitätspegel hat. Wenigstens ein Teil der Zellen wird zur Bildung einer Matrix (110) gruppiert. Das Verfahren enthält weiter das Modizizieren des Behandlungsintensitätspegels der Zellen innerhalb der Matrix, derart, daß horizontale Gradienten von Paaren von Zeilen der Matrix einander gleich sind und vertikale Gradienten von Paaren von Spalten der Matrix einander gleich sind. Ein System zur Definition einer Intensitätskarte wird ebenfalls beschrieben.

Description

Die Erfindung bezieht sich insgesamt auf eine strahlenemit tierende Vorrichtung und genauer auf ein System und ein Ver fahren für ein wirksames Durchführen einer Strahlenbehand lung.

Strahlenemittierende Vorrichtungen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise als Strahlentherapievorrichtungen für die Behandlung von Patienten verwendet. Eine Strahlenthera pievorrichtung enthält allgemeinen ein Gestell, das während einer therapeutischen Behandlung um eine waagrechte Drehachse geschwenkt werden kann. Innerhalb des Gestells ist ein Line arbeschleuniger angeordnet, der einen hochenergetischen Be strahlungsstrahl zur Therapie erzeugt. Dieser hochenergeti sche Bestrahlungsstrahl kann beispielsweise ein Elektronen strahl oder Photonen(Röntgen)strahl sein. Während der Behand lung wird der Bestrahlungsstrahl auf eine Zone eines Patien ten gerichtet, der in dem Isozentrum der Gestelldrehung liegt.

Um die auf den Patienten hin emittierte Strahlung zu kontrol lieren bzw. zu steuern, ist typischerweise eine Strahlab schirmvorrichtung, wie eine Plattenanordnung oder ein Kolli mator, in der Bahn des Bestrahlungsstrahls zwischen der Strahlenquelle und dem Patienten vorgesehen. Ein Beispiel ei ner Plattenanordnung ist ein Satz von vier Platten, die ver wendet werden können, um eine Öffnung für den Bestrahlungs strahl zu definieren. Der Kollimator ist eine Strahlabschirm vorrichtung, die eine Mehrzahl von Lamellen (beispielsweise relativ dünne Platten oder Stäbe) enthalten kann, die typi scherweise als sich gegenüberliegende Lamellenpaare angeord net sind. Die Platten bestehen aus relativ dichtem und für Strahlung undurchlässigem Material und sind im allgemeinen unabhängig voneinander positionierbar, um den Bestrahlungs strahl zu begrenzen.

Die Strahlabschirmvorrichtung definiert ein Feld auf der Zone des Patienten, die mit einer vorgeschriebenen Bestrahlungs menge zu beaufschlagen ist. Die gewöhnliche Behandlungsfeld gestalt liegt in einem dreidimensionalen Behandlungsvolumen, das Segmente normalen Gewebes enthält, wodurch die Dosis, die einem Tumor erteilt werden kann, begrenzt ist. Die auf den Tumor gelieferte Dosis kann vergrößert werden, wenn die Menge an normalem Gewebe, das bestrahlt wird, vermindert ist, und die Dosis, die an das normale Gewebe geliefert wird, vermin dert ist. Die Vermeidung der Beaufschlagung gesunder Organe, die den Tumor umgeben und überlagern, mit Strahlung begrenzt die Dosierung, mit der der Tumor beaufschlagt werden kann.

Die Abgabe von Strahlung durch eine Strahlentherapievorrich tung wird typischerweise von einem Onkologen vorgeschrieben. Die Vorschrift besteht in einer Definition eines jeweiligen Volumens und eines Bestrahlungspegels, mit dem das Volumen beaufschlagt werden darf. Die aktuelle Betätigung der Be strahlungsausrichtung geschieht jedoch normalerweise von ei nem Therapeuten. Die strahlenemittierende Vorrichtung ist derart programmiert, daß sie die spezielle, von dem Onkologen vorgeschriebene Behandlung liefert. Wenn die Vorrichtung für die Behandlung programmiert wird, muß der Therapeut die aktu elle Strahlenabgabe berücksichtigen und muß die Dosisabgabe, basierend auf der Plattenanordnungsöffnung einstellen, um die vorbestimmte Strahlenbehandlung in der erwünschten Tiefe im Targets zu erreichen.

Die Herausforderung an den Strahlentherapeuten besteht darin, die beste Anzahl von Feldern und Intensitätspegeln zu bestim men, um die Dosis-Volumen-Histogramme zu optimieren, die den Gesamtstrahlenpegel definieren, der an ein spezifiziertes Vo lumen geliefert wird. Typische Optimierungseinrichtungen bzw. Optimierungsmaschinen optimieren die Dosis-Volumen-Histogram me, unter Berücksichtigung der Vorschrift des Onkologen, oder eine dreidimensionale Spezifikation der zu liefernden Dosis. In solchen Optimierungsmaschinen wird das dreidimensionale Volumen in Zellen herabgebrochen bzw. unterteilt, wobei jede Zelle einen jeweiligen einzuhaltenden bzw. abzuarbeitenden Strahlenpegel definiert. Die Ausgänge der Optimierungsmaschi nen sind Intensitätskarten, die bestimmt werden, indem die Intensität an jeder Zelle der Karte variiert wird. Die Inten sitätskarten spezifizieren eine Anzahl von Feldern, wobei op timierte Intensitätspegel an jeder Zelle definiert werden. Die Felder können statisch oder dynamisch moduliert werden, so daß an unterschiedlichen Stellen des Feldes eine unter schiedliche akkumulierte Dosis empfangen wird. Wenn die Be strahlung entsprechend der Intensitätskarte geliefert wurde, sollte die akkumulierte Dosis an jeder Zelle oder das Dosis- Volumen-Histogramm der Vorgabe so eng bzw. so gut wie möglich entsprechen.

Bei einer solchen Intensitätsmodulation sind Grenzen zwischen kritischen Strukturen und Tumorvolumina manchmal mittels ei ner standardisierten 1 cm breiten Lamelle nicht gut angenä hert, welche Lamelle ein 1 cm × 1 cm-Gitter (Zellengröße) über die Intensitätskarte schafft. Häufig ist eine höhere Auflösung als die typischerweise mit der 1 cm-Lamelle verfüg bare erforderlich. Eine mögliche Lösung besteht darin, einen Kollimator mit dünneren Lamellen vorzusehen. Die für die zu sätzlichen Lamellen erforderliche zusätzliche Hardware ist jedoch teuer, bringt zusätzliches Gewicht zu dem System, kann einen Abstand zwischen dem Behandlungskopf und dem Patienten vermindern und kann die Verläßlichkeit und die Lebensdauer des Systems vermindern.

Weiter ist es ebenfalls wichtig, daß die letztliche Intensi tätskarte derart konfiguriert werden kann, daß sie mit einem herkömmlichen Mehrlamellenkollimator geliefert werden kann, und daß ein zur Konvertierung der Intensitätskarte verwende tes Filterverfahren relativ rasch arbeitet, so daß Iteratio nen rasch durchgeführt werden können.

Entsprechend besteht ein Bedarf für ein Filterverfahren zum Konvertieren einer Intensitätskarte in eine Intensitätskarte, die für das Zerlegen in eine Intensitätskarte fertig bzw. ge eignet ist, die mit einem herkömmlichen Mehrlamellenkollima tor mit einer höheren räumlichen Auflösung lieferbar ist, als sie typischerweise vorgesehen ist.

Ein Verfahren und ein System zum Definieren einer Intensi tätskarte zur Verwendung beim Beaufschlagen eines Objektes mit Strahlung aus einer Strahlenquelle mit einem Mehrlamel lenkollimator werden beschrieben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren enthält allgemeinen die Defi nition eines Feldes auf dem Objekt für die Strahlenbeauf schlagung. Das Feld enthält eine Mehrzahl von Zellen, von de nen jede einen definierten Behandlungsintensitätspegel hat. Wenigstens ein Teil der Zellen ist zur Bildung einer Matrix gruppiert. Das Verfahren enthält weiter die Modifizierung der Behandlungsintensitätspegel der Zellen innerhalb der Matrix derart, daß horizontale Gradienten von Paaren von Zeilen der Matrix einander gleich sind und vertikale Gradienten von Paa ren von Spalten der Matrix voneinander gleich sind.

Ein erfindungsgemäßes System enthält allgemein einen Prozes sor zum Empfang der Zellen, Gruppieren wenigstens eines Teils der Zellen zur Bildung einer Matrix und Modifizieren der Be handlungsintensitätspegel der Zellen innerhalb der Matrix derart, daß horizontale Gradienten von Paaren von Zeilen der Matrix einander gleich sind und vertikale Gradienten von Paa ren von Spalten der Matrix einander gleich sind.

Die verbleibenden Zellen können ebenfalls in Matrizen grup piert und modifiziert werden, wie es zur Bildung einer lie ferbaren Intensitätskarte für das gesamte Feld erforderlich ist.

Das Vorstehende ist eine Kurzbeschreibung einiger Nachteile des Standes der Technik und Vorteile der Erfindung. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung, Zeichnungen und Ansprü che erläutert.

In den Figuren stellen dar:

Fig. 1 eine Strahlenbehandlungsvorrichtung und Behandlungs konsole entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung und einen für eine Behandlung innerhalb der Behandlungsvorrich tung positionierten Patienten;

Fig. 2 ein Blockschaltbild von Teilen der Strahlenbehand lungsvorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Lamellen eines Mehr lamellenkollimators, die für eine Behandlung in der Strahlen behandlungsvorrichtung gemäß Fig. 1 positioniert sind,

Fig. 4 eine schematische Darstellung von in einer Intensi tätskarte angeordneten Zellen,

Fig. 5 ein Diagramm einer Matrix, die in eine 0°- Matrixkomponente und eine 90°-Matrixkomponente heruntergebro chen ist,

Fig. 6 eine Aufsicht auf ein sich gegenüberliegendes Paar von Lamellen, die zum Aufbringen einer durch die 0°-Matrix der Fig. 5 spezifizierten Dosis konfiguriert ist,

Fig. 7 eine Aufsicht auf ein sich gegenüberliegendes Paar von Lamellen, die zum Aufbringen einer durch die 90°-Matrix der Fig. 5 spezifizierten Dosis konfiguriert ist,

Fig. 8 eine Mikromatrix vor dem Filtern der Zellintensitäts werte,

Fig. 9 die Mikromatrix der Fig. 8 nach Filtern der Zellinten sitätswerte,

Fig. 10 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Filtern der Mikromatrix darstellt.

In den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bezeichnen entsprechende Bezugszeichen entsprechende Teile.

Die nachfolgende Beschreibung wird gegeben, um einem Fachmann die Ausführung und Verwendung der Erfindung zu ermöglichen und erfolgt im Zusammenhang mit einer Patentanmeldung und ih ren Erfordernissen. Verschiedene Modifizierungen der bevor zugten Ausführungsformen sind dem Fachmann ohne weiteres zu gänglich und die beschriebenen Grundprinzipien der Erfindung können auf die anderen Ausführungsformen angewendet werden. Die Erfindung soll daher nicht auf die dargestellte Ausfüh rungsform beschränkt sein, sondern liegt in dem weitesten Um fang, der mit den hier beschriebenen Prinzipien und Merkmalen konsistent ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Strah lenbehandlungsvorrichtung dargestellt und insgesamt mit 20 bezeichnet. Die Strahlenbehandlungsvorrichtung 20 enthält ei ne Strahlabschirmvorrichtung (nicht dargestellt) innerhalb eines Behandlungskopfes 24 und eine Steuereinheit innerhalb eines Gehäuses 26, die mit einer insgesamt mit 30 bezeichne ten Behandlungsbearbeitungseinheit verbunden ist. Die Strah lenbehandlungsvorrichtung enthält weiter ein Gestell 26, das im Laufe einer therapeutischen Behandlung für eine Drehung um eine Achse A schwenkbar ist. Der Behandlungskopf 24 ist an dem Gestell 36 für eine Bewegung zusammen mit ihm befestigt und innerhalb des Gestells ist ein Linearbeschleuniger zum Erzeugen einer hochenergetischen Strahlung untergebracht, wie sie für eine Therapie verwendet wird. Die von dem Linearbe schleuniger emittierte Strahlung verläuft insgesamt längs ei ner Achse R. Für die Therapie kann Elektronen-, Photonen- oder eine andere erfassbare Strahlung verwendet werden. Wäh rend der Behandlung wird der Behandlungsstrahl auf eine Zone Z eines Objektes P (beispielsweise ein zu behandelnder Pati ent) gerichtet. Die zu behandelnde Zone ist in einem Isozen trum angeordnet, das durch den Schnitt der Drehachse A des Gestells 36, der Drehachse T des Behandlungstisches 38 und die Bestrahlungsstrahlachse R definiert ist. Das drehbare Ge stell 36 ermöglicht unterschiedliche Strahlwinkel und Strah lenverteilungen, ohne daß der Patient bewegt werden muß.

Die Behandlungsbearbeitungseinheit 30 wird zur Eingabe von Information, wie einer Bestrahlungsintensität und Ort der Be handlung, in die Strahlenbehandlungsvorrichtung 20 und zum Ausgeben vor. Daten für die Überwachung der Behandlung verwen det. Die Bearbeitungseinheit 30 enthält eine Ausgabevorrich tung, wie einen Monitor 40 mit sichtbarer Anzeige, und eine Eingabeeinrichtung, wie eine Tastatur 42. Die Behandlungsbe arbeitungseinheit 30 wird typischerweise von einem Therapeu ten betätigt, der die aktuelle Abgabe bzw. Durchführung der Strahlenbehandlung administriert, wie sie von dem Onkologen vorgeschrieben ist. Der Therapeut verwendet die Tastatur 42, um Daten in die Bearbeitungseinheit 30 einzugeben, die die an den Patienten abzugebende Strahlendosis definieren. Die Daten können auch über andere Eingabevorrichtungen eingegeben wer den, wie beispielsweise eine Datenspeichervorrichtung. Unter schiedliche Typen von Daten können vor und während der Be handlung auf dem Bildschirm des Anzeigemonitors 40 angezeigt werden.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Strahlenbehandlungsvor richtung 20, das Teile der Behandlungsbearbeitungseinheit 30 detaillierter zeigt. In einem insgesamt mit 52 bezeichneten Elektronenbeschleuniger wird ein Elektronenstrahl 50 erzeugt. Der Elektronenbeschleuniger 52 enthält eine Elektronenkanone 54, einen Wellenleiter 56 und ein evakuiertes Gehäuse oder einen Führungsmagneten 58. Ein Triggersystem 60 erzeugt In jektor-Triggersignale und liefert diese an einen Injektor 62. Basierend auf diesen Injektor-Triggersignalen erzeugt der In jektor 62 Injektorimpulse, die der Elektronenkanone 54 in dem Beschleuniger 52 zum Erzeugen des Elektronenstrahls 54 zuge führt werden. Der Elektronenstrahl 50 wird von dem Wellenlei ter 56 beschleunigt und geführt. Dazu ist eine Hochfrequenz quelle (nicht dargestellt) vorgesehen, die Radiofrequenzsi gnale zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes liefert, die dem Wellenleiter 56 zugeführt werden. Die von dem Injek tor 62 injizierten und von der Elektronenkanone 54 emittier ten Elektronen werden von dem elektromagnetischen Feld in dem Wellenleiter 56 beschleunigt und treten an dem von der Elek tronenkanone 54 abgewandten Ende aus, um einen Elektronen strahl 50 zu bilden. Der Elektronenstrahl 50 tritt dann in den Führungsmagneten 58 ein und wird von dort durch ein Fen ster 64 hindurch längs einer Achse R geführt. Nach Durchtre ten durch eine Streufolie 66 für den Elektronenmode (oder Target für Photonenmode) tritt der Strahl 50 durch einen Durchlaß 68 eines Abschirmblocks 70 hindurch und tritt dann durch eine sekundäre Streufolie 72 für den Elektronenmode (oder ein Abflachungsfilter für den Photonenmode) hindurch. Anschließend tritt der Strahl dann durch eine Meßkammer 74, in der die Dosis überprüft bzw. sichergestellt wird.

Eine insgesamt mit 80 bezeichnete Strahlabschirmvorrichtung ist in der Bahn des Strahls 50 zur Definition eines Strahlen feldes 81 (Fig. 2 und 3) vorgesehen. Die Strahlabschirmvor richtung 80 enthält eine Mehrzahl von sich gegenüberliegenden Platten oder Lamellen 82a-i und 84a-i, von denen der Einfach heit halber in Fig. 2 nur zwei dargestellt sind. Fig. 3 zeigt Lamellen 82a-i und 84a-i (die Lamellenpaare 82a und 84a, 82b und 84b, . . ., 82i und 84i) eines Mehrlamellenkollimators, der zwischen der Strahlenquelle und dem Patienten angebracht ist und derart positioniert ist, daß er ein Behandlungsfeld zum Begrenzen des Elektronenstrahls 50 definiert. Die Lamellen 82a-i, 84a-i haben typischerweise eine Breite von 1 cm und sind für die emittierte Strahlung im wesentlichen undurchläs sig, so daß sie gesundes Gewebe von der Bestrahlung abschir men bzw. blockieren.

Die Lamellen 82a-i, 84a-i sind mittels einer Antriebseinheit 86 (die in Fig. 2 nur bezüglich der Platte 82a dargestellt ist) in einer insgesamt zu der Achse R senkrechten Richtung beweglich, um die Abmessung des bestrahlten Feldes zu verän dern, so daß die Strahlenverteilung über das Feld nicht gleichförmig sein muß (d. h., ein Bereich kann einer höheren Dosis ausgesetzt sein als ein anderer Bereich). Die Antriebs einheit 86 enthält einen Elektromotor, der mit der Platte 82a verbunden ist und von einem Motorsteuergerät 90 gesteuert wird. Mit den Platten 82a und 84a sind weiter Positionssenso ren 92, 94 verbunden, um deren Positionen zu erfassen. Die Antriebseinheit 86 bewegt die Platte 82a in das Behandlungs feld hinein und daraus heraus, wodurch die erwünschten Feld formen erzeugt werden.

Das Motorsteuergerät 90 ist mit einer Dosissteuereinheit 86 verbunden, die ein Dosimetriesteuergerät enthält, das mit der zentralen Bearbeitungseinheit 28 verbunden ist, um einge stellte bzw. Vorgabewerte für den Bestrahlungsstrahl bereit zustellen, um gegebene Isodosiskurven zu erreichen (Fig. 2). Der Ausgang des Bestrahlungsstrahls wird in der Meßkammer 74 gemessen. Bei einer Abweichung zwischen den Vorgabewerten und den aktuellen Werten führt die Dosissteuereinheit 96 dem Triggersystem 60 Signale zu, die in bekannter Weise die Puls wiederholfrequenz verändern, so daß die Abweichung zwischen den Vorgabewerten und den aktuellen Werten des Bestrahlungs strahlausgangs bzw. von dessen Ausgangsleistung minimiert wird. Die von dem Patienten absorbierte Dosis hängt von der Bewegung der Kollimatorplatten 82a, 84a ab. Die zentrale Be arbeitungseinheit 28 steuert die Durchführung des Programms und das Öffnen und Schließen der Kollimatorplatten 82a, 84a, um die Bestrahlung entsprechend dem erwünschten Intensitäts profil zu liefern. Die zentrale Bearbeitungseinheit 28 kann weitere Merkmale enthalten, wie sie beispielsweise in dem US Patent 5,724,403 beschrieben sind, das unter Bezugnahme in seine Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Strahlenbehandlungsvor richtung sich von der hier beschriebenen und gezeigten unter scheiden kann, ohne vom allgemeinen Erfindungsgedanken abzu weichen. Die vorstehend beschriebene Behandlungsvorrichtung 20 ist als ein Beispiel einer Vorrichtung vorgesehen, wie sie für eine Behandlung verwendet werden kann, die mittels des nachfolgend beschriebenen Optimierungsverfahrens entwickelt ist.

Fig. 4 zeigt eine Intensitätskarte mit einer Mehrzahl von 1 cm × 1 cm großen Makrozellen 100 (durch dicke Linien darge stellt), die in vier 5 mm x 5 mm große Mikrozellen 102 (ge strichelt eingezeichnet) unterteilt sind. Die 5 mm × 5 mm Mi krozellen 102 werden verwendet, um die Makrozelle 100 in zwei orthogonale Intensitätskarten umzuwandeln, eine mit einer Auflösung von 5 mm × 10 mm und die andere mit einer Auflösung von 10 mm × 5 mm. Ein Beispiel eines Verfahrens zum Untertei len der Intensitätskarte in Gruppen von vier 5 mm × 5 mm gro ße Mikrozellen 102 ist in der US Patentanmeldung, Serial Nr. 09/234,364, von A. Siochi, angemeldet am 20. Januar 1999, be schrieben, die unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist. Dieses Gruppieren von 5 mm × 5 mm großen Mikrozellen 102 ermöglicht die Behandlung eines Feldes mit einer 5 mm × 5 mm Auflösung unter Verwendung eines Mehrlamellenkollimators mit 1 cm Lamellen, wie in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer insgesamt mit 104 bezeichne ten Matrix, die aus einer Intensitätskarte gebildet ist, die aus 5 mm × 5 mm großen Mikrozellen 106, 108, 110, 112 zusam mengesetzt ist. Jede Mikrozelle 106, 108, 110, 112 definiert eine Sektion in einem mit Strahlung zu behandelnden Feld. Die Zahlen (0, 1, 1, 2) innerhalb jeder Mikrozelle 106, 108, 110, 112 stellen den Strahlenintensitätspegel für Orte innerhalb des Feldes dar und sind Monitoreinheiten (mu) oder relative Monitoreinheitsintensitäten (beispielsweise 1 × 10² mu). Um ei ne 5 mm × 5 mm Auflösung für die Intensitätskarte zu erzie len, ist die Matrix 104 in zwei orthogonale Matrizen 116, 118 mit einer 1 cm × 5 mm Auflösung bzw. 5 mm × 1 cm Auflösung heruntergebrochen bzw. unterteilt. Ein Mehrlamellenkollimator mit 1 cm Lamellen kann dann verwendet werden, um die Intensi tätskarte mit einer 5 mm × 5 mm Auflösung zu liefern. Bei spielsweise kann ein Paar von Lamellen 97, 98, die wie in Fig. 6 gezeigt positioniert sind, verwendet werden, um die die in der Matrix 116 der Fig. 5 gezeigte Kartenintensität zu liefern. Eine Strahlendosis (beispielsweise 1 mu) wird auf die Felder aufgebracht, die den Mikrozellen 108 und 112 der Matrix 104 entsprechen. Der Kollimator wird dann um etwa 90° gedreht, um die Kartenintensität der Matrix 118 mit der La mellenposition gemäß Fig. 7 zu liefern. Mit dem um 90° ge drehten Kollimator wird eine Strahlendosis (beispielsweise 1 mu) auf die Felder aufgebracht, die den Mikrozellen 110 und 112 der Matrix 104 entsprechen. Die beiden Strahlenbeauf schlagungen führen zu einer 2 mu Dosis auf das der Mikrozelle 112 entsprechende Feld, einer 1 mu Dosis auf die den Mikro zellen 108 und 110 entsprechenden Feldern und auf das der Mi krozelle 106 entsprechende Feld wird keine Strahlung aufge bracht. Die Zerlegung der Matrix 104 in orthogonalen Matrizen 116 und 118 liefert auf diese Weise eine Behandlung mit einer Auflösung von 5 mm × 5 mm unter Verwendung von Kollimatorla mellen mit einer Breite von 1 cm.

In der folgenden Beschreibung wird die ursprüngliche eingege bene Intensitätskarte als eine Makromatrix definiert und die Gruppen von vier Mikrozellen innerhalb der Makromatrix sind als Mikromatrizen (oder Matrizen) definiert. Damit die Inten sitätskarte in orthogonale Karten zerlegt werden kann, müssen die vertikalen Gradienten jeder Säule bzw. Spalte der Mikro matrix (Matrix 100) einander gleich sein und müssen die hori zontalen Gradienten jeder Reihe bzw. Zeile der Mikromatrix ebenfalls einander gleich sein (Fig. 4). Dies liefert eine 1 cm × 1 cm Fläche unter dem Schnitt eines Lamellenpaars für eine Kollimatoreinstellung und ein anderes Lamellenpaar für die orthogonale Kollimatoreinstellung. Beispielsweise, wenn die horizontalen Gradienten für die Mikromatrix mit Zellen 102 (in Fig. 4 dargestellt) gleich sind, muß die folgende Gleichung erfüllt sein:

b - a = d - c;

wobei: a, b, c und d die den Stellen in der Mikromatrix 100 der Fig. 4 entsprechenden Intensitätswerte sind.

Ähnlich muß, wenn die vertikalen Gradienten gleich sind, die folgende Gleichung gelten:

c - a = d - b.

Das folgende beschreibt ein Verfahren zum Umwandeln einer In tensitätskarte, die die vorstehenden Einschränkungen nicht erfüllt (d. h. die horizontalen Gradienten jeder Zeile sind nicht gleich oder die vertikalen Gradienten jeder Spalte sind nicht gleich), in eine Intensitätskarte mit gleichen horizon talen Gradienten und gleichen vertikalen Gradienten. Vorzugs weise werden der Durchschnittswert der Intensität der vier Zellen und ihre durchschnittlichen horizontalen und vertika len Gradienten während der Umwandlung aufrechterhalten, wie im folgenden beschrieben. Sobald die Intensitätskarte konver tiert ist, kann die Karte zerlegt werden, wie in der US- Patentanmeldung Serial-No. UNASSIGNED (Atty. Docket No. 99E9299) von A. Siochi, angemeldet am 2. Dezember 1999 (unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen) beschrieben und ein darin beschriebenes Optimie rungsverfahren kann verwendet werden, um eine Zerlegung zu finden, die die kürzeste Behandlungsdurchführungszeit lie fert.

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Kartendarstellung 110 von Mi krozellen a_m, b_m, c_m und d_m. Ein durchschnittlicher horizonta ler Gradient der Mikromatrix 110 wird, wie folgt definiert:

ΔH = ((b_m-a_m) + (d_m-c_m))/2

Ein durchschnittlicher vertikaler Gradient für die Mikroma trix 100 wird definiert als:

ΔV = ((c_m-a_m) + (d_m-b_m))/2

Ein durchschnittlicher Intensitätswert für die Mikromatrix 110 wird definiert als:

M = (a_m + b_m + c_m + d_m)/4

Der wie oben definierte horizontale Gradient ΔH und vertika le Gradient ΔV bilden den durchschnittlichen Intensitätspe gel für die Zeilen und Spalten der Mikromatrix 110. Der durchschnittliche Intensitätswert M definiert den durch schnittlichen Zellenintensitätswert über die gesamte Mikroma trix 110. Die durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Gradienten werden vorzugsweise während der Umwandlung der Mi kromatrix 110 beibehalten. Die neuen Intensitätswerte werden definiert, indem der Durchschnittsintensitätswert allgemein an einer Stelle auftritt, die allen Zellen gemeinsam ist (d. h. Punkt 120). Die Zellintensitätswerte werden dann gefun den, indem die horizontalen und vertikalen Gradienten als Vektoren behandelt werden und, wie weiter unten beschrieben, in Halbschritten einer Kombination der vertikalen und hori zontalen Gradienten bewegt werden. Aufgrund des für die kon vertierten Intensitätswerte verwendeten Optimierungsverfah rens oder die zum Liefern der Intensitätskarte verwendete Be handlungsvorrichtung kann beispielsweise das Erfordernis be stehen, daß alle Zellintensitätswerte ganze Zahlen sind. Die im folgenden ausgeführten Gleichungen werden zuerst für den Fall geschaffen, in dem bezüglich der Zellintensitätswerte keine Beschränkung besteht (d. h. die Werte können Bruchzahlen sein) und dann für den Fall geschaffen, indem die Intensi tätswerte ganze Zahlen sein müssen.

Die folgenden Gleichungen werden zum Konvertieren der Inten stitätswerte aus der ursprünglichen Mikromatrix 110 in eine transformierte Mikromatrix 130 verwendet (ohne Beschränkung der Diskretheit der Inensitätswerte):

a_v = M-ΔV/2 - ΔH/2
b_v = a_v + ΔH
c_v = a_v + ΔV
d_v = c_v + ΔH,

wobei: a_v, b_v, c_v und d_v in Intensitätswerte umgewandelt wer den, die a_m, b_m, c_m und d_m der ursprünglichen Mikromatrix 110 entsprechen.

Wenn eine Beschränkung bezüglich der Diskretheit der Intensi tätswerte besteht (d. h. sie können nur als ganze Zahlen dar gestellt sein) dann werden die folgenden Gleichungen verwen det:

a_v = runde (M-ΔV/2 - ΔH/2)
b_v = a_v + runde (ΔH)
c_v = a_v + runde (ΔH)
d_v = c_v + runde (ΔH).

Die runde Funktion rundet die Werte in Klammern entweder auf oder ab zu der nächsten ganzen Zahl. Beispielsweise, wenn der Wert 2,4 beträgt, wird er auf 4 gerundet, wenn der Wert 4, 8 beträgt, wird er auf 5 gerundet.

Die Berechnung von a_v, b_v, c_v und d_v kann dazu führen, daß ei nige Werte negativ werden (d. h. kleiner als 0). Ein minimaler Wert N der Intensitätswerte der Mikromatrix 130 ist definiert als:

N = Min (a_v, b_v, c_v, d_v).

Wenn N kleiner als Null ist, müssen die Zellintensitätswerte der Mikromatrix 130 derart eingestellt werden, daß die Werte alle positiv sind. Im folgenden sind drei Beispiele von Ver fahren gegeben, die verwendet werden können, um die Intensi tätswerte der Zellen derart einzustellen, daß alle Zellen in nerhalb der Mikromatrix 130 einen positiven Intensitätswert haben.

Das erste Verfahren hält die horizontalen und vertikalen Gra dienten ΔH, ΔV konstant, während der durchschnittliche In tensitätswert M angehoben wird. Ein minimaler Wert N (wie oben definiert) wird von dem Intensitätswert jeder Zelle sub trahiert:

a'_v = a_v-N
b'_v = b_v-N
c'_v = c_v-N
d'_v = d_v-N

Beispielsweise, wenn die transformierte Matrix 130 Intensi tätswerte a_v = -1, b_v = 1, c_v = 2 und d_v = 4 hat, ist der minimale Wert N gleich -1 (der Intensitätswert der Zelle a_v). Da N kleiner als Null ist, müssen die Werte der Zellen derart ein gestellt werden, daß jede Zelle positiv ist. Die vorstehenden Gleichungen können angewendet werden, um die die Werte wie folgt einzustellen:

a'_v = (^-1) - (-1) = 0
b'_v = 1 - ((^-1)) = 2
c'_v = 2 - (^-1) = 3
d'_v = 4 - (^-1) = 5

Ein zweites Verfahren, das zum Einstellen der Zellwerte der art, daß alle positiv sind, verwendet werden kann, hält den maximalen Intensitätswert der Mikromatrix 130 aufrecht, er höht den Durchschnittswert M und vermindert die durchschnitt lichen horizontalen vertikalen Gradienten ΔH, ΔV. Eine Va riable P, die den maximalen Intensitätswert der Mikromatrix 130 darstellt, ist wie folgt definiert:

P = Max (a_v, b_v, c_v, d_v).

Ein neuer durchschnittlicher Zellwert M' wird berechnet zu:

M' = P/2.

Die durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Gradienten werden ebenfalls wie folgt wiederberechnet:

ΔH' = ΔH.P/(P-N)
ΔV' = ΔV.P/(P-N)

Wenn keine Beschränkung bezüglich der Diskretheit des Inten sitätswertes besteht, gelten die folgenden Gleichungen:

a'_v = M' - ΔV'/2 - ΔH'/2
b'_v = a'_v + ΔH'
c'_v = a'_v + ΔV'
d'_v = c'_v + ΔH'

Wenn eine Beschränkung der Diskretheit der Intensitätswerte besteht (d. h. sie können nur durch ganze Zahlen gebildet sein), dann werden die folgenden Gleichungen verwendet:

a'_v = rundeauf (M'-ΔV'/2 - ΔH'/2)
b'_v = a'_v + rundeauf (ΔH')
c'_v = a'_v + rundeauf (ΔV')
d'_v = c'_v + rundeauf (ΔH')

Für dieses Verfahren rundet die rundeauf-Funktion die Werte auf die größere positive ganze Zahl auf. Beispielsweise, wenn der Wert 4,2 beträgt, wird auf 5 aufgerundet.

Das folgende Beispiels verwendet das zweite Verfahren, um die Werte der Matrix 130 mit Intensitätswerten auf a'_v = (^-1), b'_v = 1, c'_v = 2 und d'_v = 4. Der durchschnittliche horizontale und vertikale Gradient ΔH, ΔV und der durchschnittliche Intensi tätswert M der Mikromatrix werden berechnet zu:

ΔH = ((1-(^-1)) + (4-2))/2 = 2
ΔV = ((2-(^-1)) + (4-1))/2 = 3
M = ((^-1) + 1 + 2 + 4)/4 = 1,5

Es sei darauf hingewiesen, daß ΔH, ΔV und M aus der ersten konvertierten Mikromatrix 130 berechnet werden können, da diese Werte für die Originalmatrix 110 und die konvertierte Mikromatrix 130 gleich sind. Der maximale Wert P ist gleich 4 (d_v) und der minimale Wert N ist gleich -1 (a_v). Der neue durchschnittliche Zellintensitätswert M' kann dann berechnet werden:

M' = 4/2 = 2

Der neue durchschnittliche horizontale und vertikale Gradient ΔH', ΔV' werden ebenfalls berechnet:

ΔH' = 2.4/(4-(^-1)) = 8/5
ΔV' = 3.4/(4-(^-1)) = 12/5

Wenn keine Beschränkung bezüglich der Diskretheit der Inten sitätswerte besteht, können die neuen Intensitätswerte wie folgt berechnet werden:

a'_v = 2-(12/5)/2 - (8/5)/2 = 0
b'_v = 0 + 8/5 = 8/5
c'_v = 0 + 12/5 = 12/5
d'_v = 12/5 + 8/5 = 4

Wenn keine Beschränkung bezüglich der Diskretheit der Inten sitätswerte besteht (d. h. der Intensitätswert muß nicht ganz zahlig sein), werden die neuen Intensitätswerte wie folgt be rechnet:

a'_v = 0
b'_v = 0 + 2 = 2
c'_v = 0 + 3 = 3
d'_v = 3 + 2 = 5

Ein drittes Verfahren, das zum Einstellen der Zellwerte der art verwendet werden kann, daß alle positiv sind, hält den durchschnittlichen Zellintensitätswert M aufrecht und vermin dert den durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Gra dienten. Die neuen durchschnittlichen horizontalen und verti kalen Gradienten werden wie folgt berechnet:

ΔH" = ΔH.2.M/(P-N)
ΔV" = ΔV.2.M/(P-N)

Wenn keine Beschränkung bezüglich der Diskretheit der Inten sitätswerte steht, werden die folgenden Gleichungen benutzt:

a'_v = M - ΔV"/2 - ΔH"/2
b'_v = a'_v + ΔH"
c'_v = a'_v + ΔV"
d'_v = c'_v + ΔH"

Wenn eine Beschränkung bezüglich der Diskretheit der Intensi tätswerte besteht, werden folgende Gleichungen benutzt:

a'_v = rundeauf (M-ΔV"/2 - ΔH"/2)
b'_v = a'_v + rundeauf (ΔH")
c'_v = a'_v + rundeauf (ΔV")
d'_v = c'_v + rundeauf (ΔH")

Diese rundeauf-Funktion ist die gleiche wie vorstehend be schrieben, wobei die Werte auf die positivere ganze Zahl auf gerundet werden. Dies geschieht, um negative Zahlen in der letzten bzw. Endmatrix zu haben.

Das folgende Beispiel für das dritte Verfahren verwendet die gleichen Werte für die Mikromatrix 130 (a_v = ^-1, b_v = 1, c_v = 2, d_v = 4). Wie vorstehend beschrieben, ist M = 1,5, N = ^-1 und P = 4. Die neuen horizontalen und vertikalen Gradienten werden wie folgt berechnet:

ΔH" = 2.2.1,5/(4-(^-1)) = 6/5
ΔV" = 3.2.1,5/(4-(^-1)) = 9/5

Wenn keine Beschränkung bezüglich der Diskretheit des Inten sitätswertes steht, werden die Intensitätswerte wie folgt be rechnet:

a'_v = 1,5-(9/5)/2 - (6/5)/2 = 0
b'_v = 0 + 6/5 = 6/5
c'_v = 0 + 9/5 = 9/5
d'_v = 9/5 + 6/5 = 3

Wenn der Intensitätswert eine ganze Zahl sein muß, werden die Werte wie folgt berechnet:

a'_v = 0
b'_v = 0 + 2 = 2
c'_v = 0 + 2 = 2
d'_v = 2 + 2 = 4

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Konver tieren der Mikromatrix 110 in die Mikromatrix 130 darstellt, bei der die horizontalen Gradienten jeder Zeile einander gleich sind und die vertikalen Gradienten jeder Spalte einan der gleich sind. Das Verfahren beginnt im Schritt 115 und be ginnt mit der Berechnung der waagrechten, horizontalen und vertikalen Gradienten (Schritt 152) und des durchschnittli chen Zellwertes (Schritt 154). Wenn die Zellintensitätswerte keine ganzen Zahlen sein müssen, werden der durchschnittliche horizontale Gradient, der durchschnittliche vertikale Gra dient und der durchschnittliche Zellwert verwendet, um die finalen Zellintensitätswerte zu berechnen (Schritte 156, 158). Wenn das Erfordernis besteht, daß die finalen Zellin tensitätswerte ganze Zahlen sein müssen, werden die Intensi tätswerte unter Verwendung der Round-Funktionen verwendet, wie vorstehend beschrieben (Schritt 156 und 160). Wenn alle Zellwerte größer als Null sind, endet das Verfahren (Schritte 162 und 174). Wenn irgendein Zellintensitätswert kleiner als Null ist, wird eines von drei Verfahren verwendet, um die In tensitätswerte in positive Werte umzuwandeln. Wenn es er wünscht ist, den durchschnittlichen horizontalen und vertika len Gradienten beizubehalten, werden die neuen Intensitäts werte unter Verwendung des minimalen Zellwertes berechnet, um die Zellwerte in positive Werte zu transformieren (Schritte 164, 166 und 174). Wenn es erwünscht ist, den durchschnittli chen Zellintensitätswert der Mikromatrix beizubehalten, wer den die neuen Zellintensitätswerte unter Verwendung vermin derter horizontaler und vertikaler Gradienten berechnet (Schritte 168 und 170). Wenn nicht das Erfordernis besteht, den durchschnittlichen Zellintensitätswert der Mikromatrix beizubehalten, werden die neuen Intensitätswerte unter Ver wendung verminderter horizontaler und vertikaler Gradienten und eines erhöhten durchschnittlichen Zellwertes berechnet (Schritte 168 und 172). Wenn das Verfahren der Schritte 170 oder 172 verwendet wird, müssen Round-Funktionen verwendet werden, wenn die finalen Zellwerte ganze Zahlen sein müssen (Schritte 156 und 160). Da das Verfahren des Schrittes 166 nur den minimalen Wert von allen Intensitätswerten subtra hiert, wenn die Werte anfänglich ganzzahlig sind, bleiben sie ganzzahlig. Somit müssen die Round-Funktionen nicht auf das Verfahren des Schrittes 166 angewendet werden. Die Verfahren der Schritte 170, 172 jedoch können nicht ganzzahlige Werte hervorbringen, selbst wenn ganzzahlige Werte verwendet wer den.

Das spezielle Verfahren, das zum Konvertieren negativer Zell werte in positive Zellwerte verwendet wird, hängt von dem zu behandelnden Flächenbereich oder der Art der Behandlung ab, die ein Patient erhält. Das erste Verfahren kann beispiels weise beim Definieren einer Intensitätskarte für die Bestrah lungsbehandlung eines Prostatatumors verwendet werden, der typischerweise hohe Strahlendosen erträgt. Das zweite Verfah ren kann beispielsweise für einen Tumor verwendet werden, der sich im Kopf oder Halsbereich befindet, da diese Bereiche hö here Strahlendosen nicht tolerieren und Gradientenwerte wich tiger sind. Das dritte Verfahren ist am sichersten einzuset zen, wenn die spezielle Anatomie des Tumorortes nicht bekannt ist, da der mittlere Zellwert beibehalten wird.

Das vorstehende Beispiel verwendet eine Intensitätskarte, die durch eine 2 × 2-Matrix dargestellt ist; die Intensitätskarte kann jedoch auch andere als die dargestellten Abmessungen ha ben und kann unter Verwendung verschieden großer Matrizen aufgetragen sein. Auch können Mehrlamellenkollimatoren mit Lamellen mit einer anderen Breite als 1 cm verwendet werden, und die Größe der jeweiligen Mikrozellen ist 1/n mal die La mellenbreite (wobei n eine positive ganze Zahl ist (bei spielsweise 2 oder 3)). Die Intensitätskarte kann in Mikro zellen herabgebrochen werden, die eine von 5 mm × 5 mm ver schiedene Abmessung aufweisen, wenn eine unterschiedliche Auflösung erforderlich ist. Beispielsweise kann jede Mikro zelle in neun Mikrozellen unterteilt werden, in welchem Fall die Intensitätskarte in Form zweier orthogonalen Intensitäts karten mit einer Auflösung von 1 cm × 1 / 3 cm und 1 / 3 cm × 1 cm geliefert werden kann (siehe beispielsweise US Patentan meldung Serial-No. 09/234,364, auf die oben Bezug genommen ist). Wenn die Makrozelle in 9 Mikrozellen unterteilt ist, würde die Makrozelle mittels des Filters derart modifiziert, daß die vertikalen Gradienten in Paaren benachbarter Zeilen gleich sind und die horizontalen Gradienten in Paaren benach barter Spalten gleich sind. Beispielsweise werden die ersten beiden Zeilen der Makrozelle in Form einer 2 × 3 Matrix grup piert (d. h., 2 Zeilen × 3 Spalten), die derart modifiziert werden, daß die vertikalen Gradienten in jeder der Spalten gleich sind. Eine zweite 2 × 3-Matrix wird dann mit der zweiten und dritten Reihe der Makrozelle gebildet und derart modifi ziert, daß die vertikalen Gradienten in jeder der Spalten gleich sind. Die ersten beiden Spalten der Makrozelle werden dann zur Bildung einer 3 × 2-Matrix (d. h. 3 Zeilen × 2 Spalten) gruppiert, die derart modifiziert werden, daß die waagrechten Gradienten in jeder Zeile einander gleich sind. Das gleiche geschieht dann für die zweite und dritte Spalte. Um die Gra dienten für die erste und zweite Zeile oder erste und zweite Spalte beizubehalten, werden die Intensitätswerte für die Zellen in der dritten Zeile oder dritten Spalte modifiziert, während die Intensitätswerte der Zellen in den Zeilen oder Spalten, die bereits verändert wurden, beibehalten werden.

Sobald Paare von Zeilen und Spalten gebildet sind, werden die neuen Zellintensitätswerte berechnet, indem die horizontalen und vertikalen Gradienten als Vektoren behandelt werden und in Halbschritten einer Kombination der vertikalen und hori zontalen Gradienten, wie vorstehend beschrieben, bewegt wer den. Die vorstehend für die 2 × 2-Matrix verwendeten Gleichun gen werden zur Verwendung für die Matrix mit speziellen Ab messungen modifiziert (beispielsweise 2xn oder nx2, wobei n eine positive ganze Zahl ist).

Ein durchschnittlicher Wert kann auch für die gesamte Matrix definiert werden, und die neuen Zellintensitätswerte können durch Bewegen von dem Mittelpunkt der Matrix zu den anderen Zellstellen mit einer Kombination der durchschnittlichen ho rizontalen und vertikalen Gradienten berechnet werden. Bei diesem Verfahren werden die Gleichungen für die 2 × 2-Matrix auf die gesamte 3 × 3-Matrix erweitert. Beispielsweise werden für eine 3 × 3-Matrix zwei durchschnittliche vertikale Gradien ten (einer von der ersten Zeile zu der zweiten Zeile v(1,2) und einer von der zweiten Zeile zu der dritten Zeile v(2,3) definiert). Ähnlich werden zwei durchschnittliche horizontale Gradienten definiert (einer von der ersten Spalte zu der zweiten Spalte h(1,2) und einer von der zweiten Spalte zu der dritten Spalte h(2,3) definiert). Ein Durchschnittswert M der gesamten Matrix (Summe der Zellen geteilt neun) entspricht der Mitte der Matrix (Zelle (2,2)). Die Werte für die restli chen Zellen werden berechnet, indem die geeigneten durch schnittlichen horizontalen und vertikalen Gradienten addiert oder subtrahiert werden. Beispielsweise ist der Wert für die Zelle (1,2) gleich M-v(1,2) und der Wert für die Zelle (1,1) ist gleich M-h(1,2) + v(1,2). Ähnlich ist der Wert für die Zelle (1,3) gleich M+v(2,3)-h(1,2). Das Verfahren kann für Matrizen mit Abmessungen anders als 3 × 3 verwendet werden.

Die Erfindung wurde mit den dargestellten Ausführungen be schrieben; ein Durchschnittsfachmann kennt jedoch in einfa cher Weise, daß Abänderungen der Ausführungsform gemacht wer den können und diese Abänderungen innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens liegen würden. Entsprechend können von einem Durchschnittsfachmann zahlreiche Abänderungen vorgenom men werden, ohne den Umfang der beigefügten Ansprüche zu ver lassen.

Claims

1. Verfahren zum Definieren einer Intensitätskarte zur Verwendung beim Zuführen von Strahlung aus einer Strahlungs quelle zu einem Objekt mit einem Mehrlamellenkollimator (80), welches Verfahren enthält:
Definieren eines Feldes auf dem Objekt für die Strahlenzu fuhr, welches Feld eine Mehrzahl von Zellen (102) enthält, von denen jede einen definierten Behandlungsintensitätspegel aufweist;
Gruppieren wenigstens eines Teils der Zellen zur Bildung ei ner Matrix (110); und
Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels der Zellen in nerhalb der Matrix derart, daß horizontale Gradienten von Paaren von Zeilen der Matrix einander gleich sind und verti kale Gradienten von Paaren der Spalten der Matrix einander gleich sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter enthaltend das Zu führen von Strahlung mit einer Auflösung größer als eine La mellen (82a) eines Mehrlamellenkollimators (80).

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Auflösung einer Hälfte der Lamellen (82a) breite ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels das Modifizieren des Intensi tätspegels derart, daß der Intensitätspegel eine ganze Zahl ist, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gruppieren we nigstens eines Teils der Zellen (102) das Gruppieren von vier Zellen enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gruppieren eines Teils der Zellen (102) das Gruppieren von neun Zellen ent hält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels der Zellen (102) das Gruppieren zweier benachbarter Zeilen der Matrix zur Bildung eines der Paare von Zeilen und zweier benachbarter Spalten der Matrix zur Bildung eines der Paare von Spalten enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Modifizieren des Behandlungsintesitätspegels die Berechnung eines horizontalen Gradienten für jedes Paar benachbarter Spalten und eines durchschnittlichen vertikalen Gradienten für jedes Paar be nachbarter Zeilen enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Modifizieren des Behandlungsintesitätspegels weiter das Berechnen eines durch schnittlichen Matrixintensitätswertes für jedes Paar von Zei len und jedes Paar von Spalten enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels weiter das Berechnen eines durchschnittlichen Matrixintensitätswertes für die gesamte Matrix enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels eine Anwendung der folgenden Gleichungen enthält:
a_v = M-ΔV/2 - ΔH/2
b_v = a_v + ΔH
c_v = a_v + ΔV
d_v = c_v + ΔH,
wobei a_v, b_v, c_v und d_v modifizierte Intensitätspegel sind;
M = der durchschnittliche Matrixintensitätswert;
ΔH = der durchschnittliche waagrechte Gradient; und
ΔV = der durchschnittliche vertikale Gradient.

12. Verfahren nach Anspruch 8, weiter enthaltend das Mo difizieren des Behandlungsintensitätspegels der Zellen (102) innerhalb der Matrix derart, daß alle Intensitätspegel größer als Null sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels weiter enthält das Beibehal ten des durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Gra dienten und das Anheben des durchschnittlichen Matrixintensi tätswertes.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels weiter enthält, das Auf rechterhalten eines maximalen Matrixintensitätswertes, das Anheben des durchschnittlichen Matrixintensitätswertes und das Vermindern des durchschnittlichen horizontalen und verti kalen Gradienten.

15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels weiter enthält das Beibehal ten des durchschnittlichen Matrixintensitätswertes und das Vermindern des durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Gradienten.

16. System zum Definieren einer Intensitätskarte zur Ver wendung bei der Zufuhr von Strahlung aus einer Strahlungs quelle auf ein Objekt mit einem darauf definiertem Feld zur Strahlungszufuhr, welches Feld eine Mehrzahl von Zellen (102) mit vordefinierten Behandlungsintensitätspegeln umfaßt, wel ches System enthält:
einen Prozessor zum Empfangen der Zellen, Gruppieren wenig stens eines Teiles der Zellen zur Bildung einer Matrix (110); und
Modifizieren des Behandlungsintensitätspegels der Zellen in nerhalb der Matrix derart, daß horizontale Gradienten von Paaren von Zeilen der Matrix einander gleich sind und verti kale Gradienten von Paaren der Spalten der Matrix einander gleich sind.

17. System nach Anspruch 16, weiter enthaltend einen Kol limator (80) mit mehreren Lamellen (82a) zum Unterbrechen der Strahlung aus der Quelle und Definieren einer Öffnung zwi schen der Strahlenquelle und dem Objekt.

18. System nach Anspruch 17, wobei die Matrix wenigstens eine Abmessung aufweist, die etwa gleich der Breite einer der Kollimatorlamellen (82a) ist.

19. System nach Anspruch 18, wobei der Kollimator (80) derart betreibbar ist, daß eine Strahlenbehandlung mit einer Auflösung von etwa der Hälfte der Breite der Lamellen (82a) geschaffen ist.

20. System nach Anspruch 19, wobei die Matrix vier Zellen (102) enthält.

21. System nach Anspruch 16, wobei der Prozessor derart betreibbar ist, daß die Intensitätspegel der Zellen (102) derart modifiziert sind, daß die Intensitätspegel ganze Zah len sind.

22. System nach Anspruch 16, wobei der Prozessor derart betreibbar ist, daß ein durchschnittlicher horizontaler Gra dient, ein durchschnittlicher vertikaler Gradient und ein durchschnittlicher Matrixintensitätswert berechnet werden.

23. System nach Anspruch 23, wobei der Prozessor derart betreibbar ist, daß er den Behandlungsintensitätspegel der Zelle (102) innerhalb der Matrix derart modifiziert, daß alle Intensitätspegel größer als Null sind.