DE10143609A1 - Measurement of the radiation field used in radiation therapy and chemotherapy of patients using a planar radiation sensor support with sensors arranged along equally spaced radial lines to provide high-resolution measurements - Google Patents
Measurement of the radiation field used in radiation therapy and chemotherapy of patients using a planar radiation sensor support with sensors arranged along equally spaced radial lines to provide high-resolution measurementsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Vermessen eines Strahlenfeldes, bei dem ein mit verteilt angeordneten Sensoren versehener Träger mit den Sensoren in einer Feldebene in Winkelschritten drehbar ist, bei dem die Sensoren mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind, die zur Aufnahme von von den Sensoren bei den Winkelschritten abgegebenen punktuellen Messergebnissen geeignet ausgebildet ist, und bei dem die Auswerteeinrichtung zur Abgabe einer den punktuellen Messergebnissen entsprechenden Ergebnisgrafik geeignet ausgebildet ist. The invention relates to a device for measuring a radiation field in which a carrier provided with distributed sensors with the sensors in a field level is rotatable in angular steps, in which the sensors with a Evaluation device are connected to receive sensors suitable measurement results given at the angular steps is formed, and in which the evaluation device for delivering a results graph corresponding to specific measurement results is trained.
In der Medizin werden, z. B. zur Krebsbehandlung, Bestrahlungen von Patienten mit Strahlen vorgenommen, die in der Regel Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen sind. Der zur Patientenbestrahlung verwendende Strahl ist ein sich von einer Strahlenquelle weg im Querschnitt etwas konisch erweiterndes Gebilde, dessen Querschnitt das Strahlenfeld ist. Das Strahlenfeld soll über seine Fläche hin an jeder Stelle eine Strahlungsdosis haben, die einem vorgegebenen Sollwert entspricht. Der Strahl wird von der Strahlenquelle eines Bestrahlungsapparates abgegeben, der bei Inbenutzungnahme eingestellt wird und dann periodisch überprüft wird. Beim Einstellen und beim Überprüfen wird das Gerät zum Vermessen in genau positionierter Weise in den Strahl geschoben, um das der Position entsprechende Strahlenfeld zu vermessen. In der Regel wird beim Einstellen des Strahls die Intensität des Strahls, d. h. die Strahlungsdosis durch Verstellen des Bestrahlungsapparats geändert und ist beim Überprüfen des Strahls eine solche Änderung nicht erforderlich. In medicine, e.g. B. for cancer treatment, radiation from Patients are made with rays, which are usually electron beams or X-rays are. The beam used for patient radiation is a self something conically widening in cross-section away from a radiation source Structure whose cross-section is the radiation field. The radiation field should over his Area have a radiation dose at every point that corresponds to a given one Corresponds to the setpoint. The beam is emitted by the radiation source Radiation apparatus delivered, which is set when used and then is checked periodically. When setting and checking the device pushed into the beam for measurement in a precisely positioned manner in order to to measure the radiation field corresponding to the position. As a rule, the Adjusting the beam the intensity of the beam, d. H. the radiation dose through Adjustment of the irradiation apparatus changed and is when checking the Such a change is not necessary.
Bei einem durch die Praxis bekannten Gerät der eingangs genannten Art ist der Träger entsprechend dem Durchmesser des Strahlenfeldes länglich gestaltet und sind die Sensoren in einer geraden Linie verteilt. Es sind ca. 46 Sensoren in der geraden Linie vorgesehen. Es ist konstruktiv aufwendig, bei der vorgesehenen Länge des Trägers mehr Sensoren, d. h. Sensoren in engerer Nachbarschaft zueinander vorzusehen. Andererseits ist die Auflösung, d. h. die Genauigkeit, mit der das Strahlenfeld vermessen wird, größer, wenn die Anzahl der Sensoren der das Strahlenfeld vermessen wird, größer, wenn die Anzahl der Sensoren größer wird. In a device known from practice of the type mentioned is the Carrier elongated according to the diameter of the radiation field and the sensors are distributed in a straight line. There are approx. 46 sensors in the straight line provided. It is structurally complex when the intended Length of the carrier more sensors, d. H. Sensors in close proximity to provide each other. On the other hand, the resolution, i.e. H. the precision, with which the radiation field is measured, larger if the number of sensors the radiation field is measured, larger if the number of sensors gets bigger.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sich die Anzahl der Sensoren ohne durch engere Nachbarschaft der Sensoren bedingten Aufwand vergrößern läßt. Das erfindungsgemäße Gerät ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger entsprechend dem Strahlenfeld flächig gestaltet ist und die Sensoren in der Fläche verteilt sind. An object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned to create, in which the number of sensors without being narrow Neighborhood of the sensors can increase the amount of work involved. The invention Device is solving this problem, characterized in that the carrier is designed according to the radiation field and the sensors in the Area are distributed.
Es lassen sich nun mehr Sensoren bzw. Detektoren vorsehen, ohne dass die Sensoren einander enger benachbart sein müssen. Die Sensoren lassen sich in der Fläche mit ausreichend großem Abstand voneinander anordnen. Die mit dem erfindungsgemäßen Gerät erreichbare Auflösung ist verbessert, da eine Winkelschritt-Drehung der flächig verteilten Sensoren vorliegt. Die Winkelschritte betragen in der Regel 1° bis 2°. Wenn der Träger zum Vermessen des Strahlenfeldes also insgesamt um 180° gedreht wird, erfolgen z. B. 100 Winkelschritte bzw. Messschritte. More sensors or detectors can now be provided without the Sensors must be closer together. The sensors can be in arrange the surface at a sufficient distance from each other. With achievable resolution of the device according to the invention is improved because a Angular step rotation of the sensors distributed over a large area is present. The Angular steps are usually 1 ° to 2 °. If the carrier to measure the Radiation field is rotated a total of 180 °, z. B. 100 Angular steps or measuring steps.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn in der Fläche mehr als 50 z. B. mehr als 70 Sensoren verteilt sind. Dies verdeutlicht die bei dem erfindungsgemäßen Gerät vorgesehene große Anzahl von flächig verteilten Sensoren. Wen z. B. 88 Sensoren mit ausreichendem Abstand voneinander in der Fläche vorgesehen sind, dann lassen sich bei 100 Winkelschritten über das Strahlenfeld hin 8.800 punktuelle Messergebnisse ermitteln, was eine sehr gute Auflösung bei ausreichend voneinander beabstandeten Sensoren bedeutet. It is particularly useful and advantageous if more than 50 z. B. more than 70 sensors are distributed. This illustrates the Device provided according to the invention large number of sensors distributed over a large area. Whom z. B. 88 sensors with a sufficient distance from each other in the area are provided, then 100 angle steps can be taken over the radiation field 8,800 selective measurement results determine what a very good resolution means sufficiently spaced sensors.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn Sensoren entlang zwei oder mehr Linien angeordnet sind und Sensoren einer der Linien auf Lücke zu Sensoren einer anderen der Linien angeordnet sind. Aufgrund der Winkelschritt-Drehung überstreichen die Sensoren-Linien das Strahlenfeld, wobei aufgrund der Auf-Lücke-Anordnung Sensoren der einen Linie an Stellen des Strahlenfeldes kommen, die von Sensoren der anderen Linie nicht erreicht werden. It is also particularly expedient and advantageous if sensors are along two or more lines are arranged and sensors of one of the lines face gap Sensors of another of the lines are arranged. Due to the Angle step rotation sweeps the sensor lines over the radiation field, whereby due to the on-gap arrangement sensors of one line at points of the Radiation field that cannot be reached by sensors from the other line.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn jeweils zwei Linien von in Linien angeordneten Sensoren Feldbereiche begrenzen, in denen vereinzelte Sensoren angeordnet sind. Die Sensoren sind also an den Linien, die in der Regel gerade Linien sind, konzentriert, wogegen in den Feldbereichen nur wenige Sensoren sich befinden. Dies vereinfacht die Bauweise. It is also particularly expedient and advantageous if two each Lines of sensors arranged in lines delimit field areas in which isolated sensors are arranged. So the sensors are on the lines that usually straight lines are concentrated, whereas in the field areas only few sensors are located. This simplifies the construction.
Die Anordnung der Sensoren entlang vorgegebenen Linien ist im Hinblick auf die weiter unten erläuterte stationäre Messung von Bedeutung. Die Verteilung der Sensoren über die Fläche hin ist im einzelnen im übrigen nicht entscheidend. Z. B. ist es brauchbar, dass an den Außenbereichen des flächigen Trägers pro Flächeneinheit weniger Sensoren vorhanden sind als an dem mittigen Bereich des flächigen Trägers. In der Regel ist die Drehlagerung des flächigen Trägers in dessen Mittelpunkt vorgesehen. Dann verlaufen die geraden Linien, entlang denen die Sensoren angeordnet sind, jeweils durch diesen Dreh- Mittelpunkt. Die ermittelte Ergebnisgrafik ist z. B. eine Kurve oder eine flächige Darstellung, die ein Flächengebilde oder ein dreidimensionales Gebilde wiedergibt. The arrangement of the sensors along predetermined lines is with regard to the stationary measurement explained below is of importance. The distribution the details of the sensors across the surface are otherwise not crucial. For example, it is useful that on the outer areas of the flat carrier there are fewer sensors per unit area than on the central one Area of the flat beam. As a rule, the rotary bearing is flat Carrier provided in its center. Then the straight lines run along which the sensors are arranged, each by this rotation Focus. The result graph is z. B. a curve or a flat representation, which is a flat structure or a three-dimensional structure reproduces.
Das erfindungsgemäße Gerät lässt sich beim Überprüfen eines Strahl in an sich bekannter Weise einsetzen. Der Träger des Geräts wird im Strahl positioniert. Der Träger dreht sich in Winkelschritten über das Strahlenfeld hin. Die dabei ermittelte Ergebnisgrafik wird mit vorgegebenen Sollwerten verglichen. Wenn Übereinstimmung gegeben ist, ist eine Änderung der Intensität des Strahls nicht erforderlich. The device according to the invention can be checked in itself when checking a beam use known manner. The carrier of the device is positioned in the beam. The carrier rotates in angular steps over the radiation field. The one there The result graphic determined is compared with predetermined target values. If There is agreement, a change in the intensity of the beam is not required.
Wenn jedoch eine Änderung der Intensität des Strahls erforderlich ist, was insbesondere beim Einstellen des Strahls der Fall ist, lässt sich das erfindungsgemäße Gerät in einer neuartigen Weise einsetzen. Bei einer besonders zweckmäßigen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist nämlich vorgesehen, dass zunächst eine Vermessung des gesamten Strahlenfeldes bei Winkelschritt-Drehung des Trägers und mit allen Sensoren erfolgt und dann eine stationäre Messung bei feststehendem Träger und mit vereinzelten, ausgewählten Sensoren erfolgt, und dass die Auswerteeinrichtung aufgrund der punktuellen Messergebnisse der vereinzelten, ausgewählten Sensoren unter Berechnung eine vollständige neue Ergebnisgrafik erstellt. However, if a change in the intensity of the beam is required, what this is particularly the case when adjusting the beam Use the device according to the invention in a novel way. With one particularly is namely expedient and advantageous embodiment of the invention provided that first of all a measurement of the entire radiation field Angular step rotation of the carrier and with all sensors and then one stationary measurement with a fixed support and with individual selected ones Sensors takes place, and that the evaluation device due to the selective Measurement results of the individual, selected sensors under calculation one complete new result graph created.
Nach dem Aufnehmen von punktuellen Messergebnissen über die Fläche hin wird zeitlich versetzt stationär an sog. "Stützpunkten" gemessen, welche Änderungen des gesamten Strahlenfeldes anzeigen, aufgrund deren durch Rechnung die gesamte grafische Darstellung bzw. Ergebnisgrafik geändert wird. Der bisherige Zustand, dass man Änderungen des Strahlenfeldes bei zeitlich versetzten Messungen nur durch Vergleich zweier Kurven feststellen kann, ist also überwunden. Das erfindungsgemäße Gerät wird somit primär beim Einstellen, d. h. beim Verstellen des Strahlungsapparates eingesetzt. Es kann die beim Verstellen auftretende Veränderung des Strahlenfeldes unmittelbar an der Ergebnisgrafik gesehen werden. Es erfolgt eine flächige Änderung der Ergebnisgrafik in Echtzeit. After recording selective measurement results across the surface is measured stationary at so-called "bases", which are Show changes in the entire radiation field, on the basis of which by calculation the entire graphic representation or result graphic is changed. The previous state that changes in the radiation field are offset in time Measurements can only be determined by comparing two curves overcome. The device according to the invention is thus primarily when setting, ie. H. used when adjusting the radiation apparatus. It can when adjusting occurring change in the radiation field directly on the result graphic be seen. There is a flat change in the result graphic in Real time.
Die Erfindung befasst sich also mit der Messung der Dosisverteilung bei medizinischen Bestrahlungsanlagen. Dabei erfolgt eine Echtzeitdarstellung der Dosisverteilung in der Fläche. Zur Funktion der flächigen Anordnung gehört, dass eine größere Anzahl von Sensoren bzw. Detektoren in einer ausgewählten Art und Weise auf einer Fläche angeordnet sind. Durch Rotation oder eine rotationsähnliche Bewegung ist die Ortsauflösung gesteigert. Dazu sind die meisten Sensoren auf anderen bzw. verschiedenen Radien angebracht. Durch eine Rotation von z. B. 180° ist eine gleichmäßige Verteilung der punktuellen Messergebnisse über die Fläche hin erreicht. Bei der Ruhestellung des Trägers sind die meisten Sensoren auf bestimmten Linien angeordnet. Dies sind z. B. Hauptachsen und Diagonalen der Messfläche. Andere Sensoren sind so verteilt, dass sie günstige Stützpunkte für die Interpolation von Messwerten bilden. The invention therefore deals with the measurement of the dose distribution medical radiation equipment. A real-time display of the Dose distribution in the area. The function of the planar arrangement includes that a larger number of sensors or detectors in a selected type and arranged on a surface. By rotation or one Rotation-like movement increases the spatial resolution. Most of them are Sensors attached to different or different radii. By a Rotation of z. B. 180 ° is an even distribution of punctual Measurement results achieved across the surface. When the wearer is at rest, they are most sensors are arranged on certain lines. These are e.g. B. Main axes and diagonals of the measuring surface. Other sensors are distributed so that they form favorable bases for the interpolation of measured values.
Die Erfindung ermöglicht somit eine hochauflösende Flächenmessung durch eine Rotation des plattenartigen Trägers. Sie ermöglicht auch eine Echtzeitdarstellung der Dosisverteilung über die Fläche der Messung der Hauptachsen und verschiedener Stützpunkte, wobei Zwischenpunkte, die zuvor durch die Rotation ermittelt wurden, jetzt interpoliert werden. Es sind in der Regel von 20 bis 600 Sensoren vorgesehen. Die Fläche des Trägers, auf der die Sensoren verteilt sind, liegt zwischen 40 × 40 mm und 500 × 500 mm. The invention thus enables high-resolution area measurement a rotation of the plate-like carrier. It also enables one Real time display of the dose distribution over the area of the measurement of the main axes and various bases, with intermediate points previously defined by the Rotation were determined, are now interpolated. It is usually from 20 to 600 sensors provided. The area of the carrier on which the sensors are distributed are between 40 × 40 mm and 500 × 500 mm.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und zeigt In the drawing is a preferred embodiment of the invention shown and shows
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Geräts zum Vermessen eines Strahlenfeldes an einem Bestrahlungsapparat, Fig. 1 shows schematically a side view of an apparatus for measuring a radiation field to an irradiation apparatus,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Trägers des Geräts gemäß Fig. 1, in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab, Fig. 2 is a side view of a carrier of the device according to Fig. 1, in a comparison with FIG. 1 on an enlarged scale,
Fig. 3, 4 und 5 jeweils eine Ergebnisgrafik des Gerätes gemäß Fig. 1 und Fig. 3, 4 and 5 each show a result illustration of the apparatus of Fig. 1 and
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Gerät gemäß Fig. 1, in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab. Fig. 6 is a plan view of the device of FIG. 1, on an enlarged scale compared to FIG. 1.
Gemäß Fig. 1 ist ein Bestrahlungsapparat 1 vorgesehen, der eine Strahlungsquelle 2 und für diese ein Verstellglied 3 aufweist. Die Strahlungsquelle 2 gibt einen Strahl 4 ab, mit dem ein Patient 5 bestrahlt werden soll, der auf einer Unterlage 6 liegt. In den Strahl 4 lässt sich mittels einer Positioniereinrichtung 13 ein Träger 7 des Geräts 8 zur Vermessung des Strahlenfeldes einfahren. Der Träger 7 ist gemäß Fig. 2 auf einer Dreheinrichtung 9 angeordnet und gemäß Fig. 1 über Kabel mit einer Auswerteeinrichtung 10 verbunden, die einen Rechner 11 und einen Anzeigeschirm 12 umfasst. Aufgrund der Messungen des Geräts 8 lassen sich auf dem Anzeigeschirm 12 die Ergebnisgrafiken 14, 15 und 16 gemäß Fig. 3-5 sichtbar machen. Die Ergebnisgrafik 14 gemäß Fig. 3 ist ein dreidimensionales Gebilde; die Ergebnisgrafik 15 gemäß Fig. 4 ist ein Flächengebilde; die Ergebnisgrafik 16 gemäß Fig. 5 ist eine Kurve. According to FIG. 1, an irradiation apparatus 1 is provided which has a radiation source 2 and an adjusting element 3 for this. The radiation source 2 emits a beam 4 with which a patient 5 who is lying on a base 6 is to be irradiated. A carrier 7 of the device 8 for measuring the radiation field can be moved into the beam 4 by means of a positioning device 13 . The carrier 7 is shown in FIG. Arranged on a rotating device 9 and 2 of FIG. 1 connected via cable to an evaluation device 10, which comprises a computer 11 and a display screen 12. Based on the measurements of the device 8 , the result graphics 14 , 15 and 16 according to FIGS. 3-5 can be made visible on the display screen 12 . The result graphic 14 according to FIG. 3 is a three-dimensional structure; the result graphic 15 according to FIG. 4 is a flat structure; the result graphic 16 according to FIG. 5 is a curve.
Gemäß Fig. 6 ist der Träger 7 eine Art Platte, auf der Sensoren 17 verteilt angeordnet sind und die an einem mittigen Drehlager 18 gelagert ist. Die Sensoren sind im wesentlichen auf geraden Linien 19 angeordnet, die zum Drehlager 18 radial verlaufen und jeweils paarweise miteinander einen Winkel von 45° bilden. Je zwei benachbarte Linien 19 begrenzen einen Feldbereich 20, in welchem Sensoren 17 vereinzelt angeordnet sind. Es ist z. B. ein Sensor 17' der einen Linie zu der Lücke 21 zwischen zwei Sensoren 17" der benachbarten Linie angeordnet. Referring to FIG. 6, the support 7 is a type of plate, distributed over the sensors 17 are arranged and which is mounted at a central pivot bearing 18. The sensors are essentially arranged on straight lines 19 which run radially to the rotary bearing 18 and each form an angle of 45 ° with one another in pairs. Each two adjacent lines 19 delimit a field area 20 , in which sensors 17 are arranged individually. It is Z. B. a sensor 17 'of one line to the gap 21 between two sensors 17 "of the adjacent line.
Claims (5)
bei dem ein mit verteilt angeordneten Sensoren versehener Träger mit den Sensoren in einer Feldebene in Winkelschritten drehbar ist,
bei dem die Sensoren mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind, die zur Aufnahme von von den Sensoren bei den Winkelschritten abgegebenen punktuellen Messergebnissen geeignet ausgebildet ist, und
bei dem die Auswerteeinrichtung zur Abgabe einer den punktuellen Messergebnissen entsprechenden Ergebnisgrafik geeignet ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (7) entsprechend dem Strahlenfeld flächig gestaltet ist und die Sensoren (17) in der Fläche verteilt sind. 1. device for measuring a radiation field,
in which a carrier provided with distributed sensors can be rotated in angular steps with the sensors in a field plane,
in which the sensors are connected to an evaluation device which is designed to receive punctual measurement results given by the sensors in the angular steps, and
in which the evaluation device is designed to deliver a result graphic corresponding to the selective measurement results,
characterized by
that the carrier ( 7 ) is flat according to the radiation field and the sensors ( 17 ) are distributed over the surface.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |