DE102004045330B4

DE102004045330B4 - X-ray irradiation apparatus and method for generating X-rays

Info

Publication number: DE102004045330B4
Application number: DE200410045330
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Freundenberger; Peter Dr. Schardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: DE102004045330A1

Abstract

Röntgenbestrahlungseinrichtung (1) zur Bestrahlung eines Bestrahlungsobjekts (O) mit einer im Betrieb um das Bestrahlungsobjekt (O) umlaufenden Röntgenquelle (2) und mit einer Kollimatoreinrichtung (3), um das Bestrahlungsobjekt (O) aus verschiedenen Bestrahlungsrichtungen (B₁, B₂) mit einem kollimierten Röntgenstrahl (R) zu bestrahlen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kollimatoreinrichtung (3) derart ausgebildet ist, dass die Form und/oder Weite des kollimierten Röntgenstrahls (R) und/oder die Richtung des Röntgenstrahls (R) von der Röntgenquelle (2) aus bei einer Bewegung der Röntgenquelle (2) um das Bestrahlungsobjekt (O) in definierter Weise einstellbar ist,
und dass die Röntgenbestrahlungseinrichtung (1) eine Kollimatorsteuereinrichtung (10) aufweist, welche im Betrieb die Kollimatoreinrichtung (3) derart ansteuert, dass die Richtung des Röntgenstrahls (R) von der Röntgenquelle (2) aus betrachtet während eines Umlaufs der Röntgenquelle (2) um das Bestrahlungsobjekt (O) jeweils an eine von einer aktuellen Position der Röntgenquelle (2) aus betrachtete Lage des Bestrahlungsobjekts (O) angepasst wird, wobei unabhängig von der Einstellung einzelner Blenden...X-ray irradiation device (1) for irradiating an irradiation object (O) with an X-ray source (2) revolving around the irradiation object (O) during operation and with a collimator device (3) for irradiating the irradiation object (O) from different irradiation directions (B ₁ , B ₂ ) to irradiate with a collimated X-ray (R),
characterized,
in that the collimator device (3) is designed such that the shape and / or width of the collimated X-ray (R) and / or the direction of the X-ray beam (R) from the X-ray source (2) during a movement of the X-ray source (2) around the Irradiation object (O) is adjustable in a defined manner,
and in that the X-ray irradiation device (1) has a collimator control device (10) which in operation activates the collimator device (3) in such a way that the direction of the X-ray beam (R) viewed from the X-ray source (2) rotates during one revolution of the X-ray source (2) the irradiation object (O) is respectively adapted to a position of the object to be irradiated (O) viewed from a current position of the X-ray source (2), wherein, regardless of the setting of individual apertures,

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenbestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung eines Bestrahlungsobjekts mit einer im Betrieb um das Bestrahlungsobjekt umlaufenden Röntgenquelle und mit einer Kollimatoreinrichtung, um das Bestrahlungsobjekt aus verschiedenen Bestrahlungsrichtungen mit einem kollimierten Röntgenstrahl zu bestrahlen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von kollimierten Röntgenstrahlen zur Röntgenbestrahlung eines Bestrahlungsobjekts, wobei das Bestrahlungsobjekt mittels einer um das Bestrahlungsobjekt umlaufenden Röntgenquelle jeweils aus verschiedenen Bestrahlungsrichtungen mit einem kollimierten Röntgenstrahl bestrahlt wird.The The invention relates to an X-ray irradiation device for irradiating an irradiation object with a in operation the radiation object rotating X-ray source and with a Kollimatoreinrichtung, around the irradiation object from different irradiation directions with a collimated x-ray to irradiate. About that In addition, the invention relates to a method for generating collimated X-rays for X-ray irradiation an irradiation object, wherein the irradiation object by means of an orbiting around the irradiation object X-ray source respectively from different Irradiation directions is irradiated with a collimated X-ray beam.

Derartige Röntgenbestrahlungseinrichtungen bzw. Verfahren werden beispielsweise in der Krebstherapie dazu benutzt, um einen Tumor im Körper eines Patienten oder Tiers durch Applikation von Energie im Gewebe des Tumorbereichs zu schädigen oder idealerweise zu zerstören. Dieses Verfahren wird allgemein auch Radiotherapie genannt. Durch die Bewegung der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt wird erreicht, dass die kollimierten Röntgenstrahlen zeitlich nacheinander immer aus verschiedenen Richtungen auf das Bestrahlungsobjekt gelangen. Dabei wird die Röntgenquelle derart relativ zum Körper des Patienten oder Tiers bewegt, dass die zu unterschiedlichen Zeiten bestrahlten Volumina im Körper einen gemeinsamen Fokus besitzen, welcher im Bereich des zu bestrahlenden Objekts, beispielsweise des Tumors, liegt. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass das Bestrahlungsobjekt selbst eine relativ große Dosis der schädigenden Strahlung erhält, das umliegende gesunde Gewebe dagegen jedoch eine möglichst kleine Dosis, um dieses Gewebe möglichst wenig zu schädigen.such X-ray irradiation facilities or methods are used, for example, in cancer therapy, around a tumor in the body of a patient or animal by application of energy in the tissue of the tumor area or, ideally, to destroy. This procedure is also commonly called radiotherapy. By the movement of the X-ray source around the irradiation object is achieved that the collimated X-rays one after the other always from different directions on the Get radiation object. At this time, the X-ray source becomes so relative to the body The patient or animal moves that at different times irradiated volumes in the body have a common focus, which in the area to be irradiated Object, for example, the tumor lies. This way will ensured, that the object of irradiation itself is a relatively large dose the harmful radiation receives the surrounding healthy tissue, however, a possible small dose to this tissue as possible little harm.

Eine derartige Einrichtung wird in der US 5,008,907 beschrieben. Hier wird ein Computertomograph dazu verwendet, um Strahlung mit einer therapeutischen Dosis auf ein Bestrahlungsobjekt im Inneren des Körpers eines Patienten zu richten. Üblicherweise wird ein solcher Computertomograph dazu benutzt, um Organe im Inneren des Körpers des Patienten abzubilden. Der Computertomograph weist hierzu eine Röntgenquelle auf, welche in einem sogenannten Gantrygehäuse montiert ist. Hierbei handelt es sich um ein ringförmiges Gehäuse, durch das sich eine Patientenliege hindurch erstreckt, auf welcher der Patient positioniert wird. Die Röntgenquelle läuft dann mit hoher Geschwindigkeit innerhalb des Gantrygehäuses um den Patienten herum. Durch einen Detektor, welcher sich an der der Röntgenquelle gegenüberliegenden Seite des Gantrygehäuses befindet, wird die von der Röntgenquelle ausgesandte und im Körper des Patienten abgeschwächte Röntgenstrahlung erfasst. Aus den Detektorsignalen werden dann die Schnittbilder vom Körper des Patienten erzeugt. Üblicherweise ist dieses Gantrygehäuse quer zur Achse, entlang welcher der Patient positioniert ist, um einen Winkel verschwenkbar und die Patientenliege ist entlang dieser Achse verschiebbar. Außerdem kann der Patient in gewissen Grenzen innerhalb des Gantrygehäuse-Rings parallel zur Ringachse durch Höhen- und Seitenverstellung der Patientenliege positioniert werden.Such a device is in the US 5,008,907 described. Here, a computed tomograph is used to direct radiation at a therapeutic dose to an irradiation object inside the body of a patient. Usually, such a computer tomograph is used to image organs inside the body of the patient. The computer tomograph has for this purpose an X-ray source which is mounted in a so-called gantry housing. This is an annular housing through which a patient couch extends, on which the patient is positioned. The x-ray source then passes around the patient at high speed within the gantry housing. A detector, which is located on the side of the gantry housing opposite the x-ray source, detects the x-radiation emitted by the x-ray source and attenuated in the patient's body. From the detector signals, the sectional images of the patient's body are then generated. Usually, this gantry housing is pivotable at an angle to the axis along which the patient is positioned, and the patient bed is displaceable along this axis. In addition, the patient can be positioned within certain limits within the gantry housing ring parallel to the ring axis by height and lateral adjustment of the patient bed.

Das in der US 5,008,907 beschriebene Verfahren, bei dem ein solcher Computertomograph als Röntgenstrahlungseinrichtung für therapeutische Zwecke benutzt wird, hat erhebliche Vorteile gegenüber den klassischen Behandlungsverfahren mit den üblichen Geräten wie z. B. Linearbeschleunigern etc. Ein besonders wichtiger Vorteil besteht darin, dass der Patient – anders als bei den bisher bekannten Verfahren – nicht mehr, nachdem mittels einer Computertomographie das zu bestrahlende Objekt im Körper des Patienten lokalisiert wurde, in eine andere Einrichtung umgelagert werden muss, um dort die Bestrahlung durchzuführen. Bei einer solchen Umlagerung des Patienten ist es nämlich erforderlich, dass am Patienten eine Viel zahl von nicht-veränderbaren Markierungen angebracht werden, beispielsweise mit Hilfe eines stereotaktischen Gitters, welches durch medizinische Schrauben am Körper des Patienten befestigt wird. Dieses Verfahren ist ausgesprochen schwierig, zeitaufwändig und für den Patienten außerordentlich unangenehm. Durch die Vermeidung einer Umlagerungsprozedur können folglich nicht nur erhebliche Kosten eingespart werden, sondern die Therapie wird auch für den Patienten erträglicher. Um diesen Zweck zu erreichen, wird in der US 5,008,907 vorgeschlagen, in einem Computertomographen eine Röntgenquelle zu verwenden, welche eine Röntgenstrahlung mit ausreichender Energie und Leistung für therapeutische Zwecke abgibt. Mittels Blenden wird dann der in Computertomographen übliche Fächerstrahl erzeugt, welcher in Richtung der Umlaufebenenachse im Wesentlichen plan und relativ schmal ist und in der Umlaufebene breit aufgefächert ist. Zusätzlich wird durch ein senkrecht zu dem ersten Blendenpaar angeordnetes zweites Blendenpaar dafür gesorgt, dass aus dem Fächerstrahl ein dünner stiftförmiger Strahl ausgeschnitten wird, der als therapeutischer Röntgenstrahl eingesetzt wird. Die Blenden laufen jeweils synchron mit der Röntgenquelle im Gantrygehäuse um, so dass mit diesem stiftförmigen Strahl das Bestrahlungsobjekt beim Umlauf der Röntgenquelle jeweils aus einer anderen Bestrahlungsrichtung bestrahlt wird. Der Einsatz dieses Geräts setzt jedoch voraus, dass sich das Bestrahlungsobjekt im Isozentrum des Gantrygehäuses, d. h. dem Zentrum der Rotation der Röntgenquelle, befindet, da sich nur im Isozentrum die aus unterschiedlichen Bestrahlungsrichtungen kommenden Strahlen treffen. Sofern sich das Bestrahlungsobjekt bzw. ein Teil des Bestrahlungsobjekts außerhalb des Isozentrums befindet, muss durch eine geeignete Positionierung der Patientenliege dafür gesorgt werden, dass das zu bestrahlende Volumen im Isozentrum positioniert wird. Sofern sich das Bestrahlungsobjekt in einem Bereich des Körpers des Patienten oder Tiers befindet, welches nicht mehr im Isozentrum positionierbar ist, kann dieses Gerät leider nicht eingesetzt werden.That in the US 5,008,907 described method in which such a computer tomograph is used as an X-ray device for therapeutic purposes, has considerable advantages over the classical treatment method with the usual devices such. A particularly important advantage is that the patient - unlike the previously known methods - no longer, after using a computed tomography the object to be irradiated was located in the body of the patient, must be relocated to another device, to perform the radiation there. In fact, such a rearrangement of the patient, it is necessary that the patient a lot of number of non-variable markings are attached, for example by means of a stereotactic grid, which is fixed by medical screws on the body of the patient. This procedure is extremely difficult, time-consuming and extremely unpleasant for the patient. By avoiding a relocation procedure not only considerable costs can be saved, but the therapy is also bearable for the patient. To achieve this purpose, in the US 5,008,907 proposed to use in a computed tomography an X-ray source, which emits an X-ray radiation with sufficient energy and power for therapeutic purposes. By means of diaphragms, the fan beam which is customary in computed tomography is then produced, which is essentially plane and relatively narrow in the direction of the circumferential plane of the plane and which is fanned out broadly in the orbital plane. In addition, by means of a second pair of apertures arranged perpendicularly to the first pair of apertures, it is ensured that a thin pencil-shaped beam which is used as a therapeutic X-ray beam is cut out of the fan beam. The diaphragms in each case run synchronously with the x-ray source in the gantry housing, so that the irradiation object is irradiated with this pencil-shaped beam in each case from another irradiation direction during circulation of the x-ray source. The use of this device presupposes, however, that the object to be irradiated is located in the isocenter of the gantry housing, ie the center of the rotation of the x-ray source, since only in the isocenter the beams coming from different irradiation directions meet. If the object to be irradiated or a part of the object to be irradiated except is located half of the isocenter, it must be ensured by a suitable positioning of the patient bed that the volume to be irradiated is positioned in the isocenter. If the radiation object is located in an area of the body of the patient or animal that can no longer be positioned in the isocenter, this device unfortunately can not be used.

Weiterhin wird in der US 5,754,623 A ein radiotherapeutisches System beschrieben, das aus einem Radiotherapie-Planungs-CT-System und einem radiotherapeutischen Apparat besteht. Dabei soll mit Hilfe des Radiotherapie-Planungs-CT-Systems ein Isozentrum ermittelt werden, und der Patient muss später innerhalb des radiotherapeutischen Apparates so positioniert werden, dass das Bestrahlungsobjekt genau im Isozentrum liegt. Auch dieses Gerät kann also leider nicht eingesetzt werden, wenn sich das Bestrahlungsobjekt in einem Bereich des Körpers des Patienten oder Tiers befindet, welches nicht mehr im Isozentrum positionierbar ist.Furthermore, in the US 5,754,623 A describes a radiotherapeutic system consisting of a radiotherapy planning CT system and a radiotherapeutic apparatus. In the process, an isocenter should be determined with the aid of the radiotherapy planning CT system, and the patient must later be positioned within the radiotherapeutic apparatus in such a way that the irradiation object lies exactly in the isocenter. Unfortunately, even this device can not be used if the object to be irradiated is located in an area of the body of the patient or animal which can no longer be positioned in the isocenter.

Ein alternatives System zu den Systemen mit umlaufender Röntgenquelle wird in der DE 102 40 912 A1 beschrieben. Die dort offenbarte Röntgenbestrahlungseinrichtung weist eine speziell aufgebaute Röntgenquelle mit einer räumlich ausgedehnten Röntgenabstrahlfläche und Mittel auf, um gleichzeitig an mehreren verschiedenen Positionen und/oder zeitlich nacheinander an verschiedenen Positionen auf der Röntgenabstrahlfläche Röntgenstrahlung zu erzeugen. Ein zugehöriger, speziell für dieses System aufgebauter Kollimator ist so ausgebildet, dass die von verschiedenen Positionen von der Röntgenabstrahlfläche aus durch den Kollimator abgestrahlte Röntgenstrahlung auf einen bestimmten Fokusbereich fokussiert wird, wobei die an unterschiedlichen Positionen der Röntgenabstrahlfläche entstehende Röntgenstrahlung aus unterschiedlichen Richtungen durch den Fokusbereich läuft. Diese Alternative lässt sich also nicht durch einen Umbau bzw. eine Weiterbildung klassischer Systeme mit umlaufender Röntgenquelle realisieren, sondern erfordert einen grundsätzlich anderen Systemaufbau.An alternative system to the systems with rotating X-ray source is in the DE 102 40 912 A1 described. The X-ray irradiation device disclosed therein has a specially constructed X-ray source with a spatially extended X-ray emission surface and means for generating X-radiation simultaneously at several different positions and / or successively at different positions on the X-ray emission surface. An associated collimator, designed especially for this system, is designed such that the X-ray radiation emitted by the collimator from different positions is focused onto a specific focus area, whereby the X-radiation originating at different positions of the X-ray emission surface passes through the focus area from different directions , This alternative can not be realized by a conversion or a development of classical systems with rotating X-ray source, but requires a fundamentally different system structure.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flexibler einsetzbare Röntgenbestrahlungseinrichtung bzw. ein entsprechendes Verfahren zur Erzeugung von kollimierten Röntgenstrahlen der eingangs genannten Art zu schaffen.It is therefore an object of the present invention, a more flexible usable X-ray irradiation device or a corresponding method for generating collimated X-rays to create the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch eine Röntgenbestrahlungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 16 gelöst.These Task is by an X-ray irradiation device according to claim 1 or by a method according to claim 16 solved.

Erfindungsgemäß ist hierzu die Kollimatoreinrichtung der Röntgenbestrahlungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Form und/oder Weite des kollimierten Röntgenstrahls und/oder die Richtung des Röntgenstrahls von der Röntgenquelle aus bei einer Bewegung der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt – beispielsweise entlang eines Umlaufs in einer Umlaufebene um das Bestrahlungsobjekt herum – in definierter Weise einstellbar ist. Es wird dann mittels einer erfindungsgemäß in der Röntgenbestrahlungseinrichtung vorhandenen Kollimatorsteuereinrichtung, welche die Kollimatoreinrichtung im Betrieb ansteuert, dafür gesorgt, dass die Richtung des Röntgenstrahls von der Röntgenquelle aus betrachtet während eines Umlaufs der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt jeweils an eine von einer aktuellen Position der Röntgenquelle aus betrachtete Lage des Bestrahlungsobjekts angepasst wird, wobei unabhängig von der Einstellung einzelner Blenden der Kollimatoreinrichtung relativ zueinander und zum Röntgenstrahler die gesamte Kollimatoreinrichtung synchron mit der Röntgenquelle verfahren wird.According to the invention is this the collimator device of the X-ray irradiation device formed such that the shape and / or width of the collimated X-ray and / or the direction of the x-ray beam from the X-ray source from during a movement of the X-ray source around the irradiation object - for example along a circulation in a circulation plane around the object to be irradiated around - in defined manner is adjustable. It is then by means of an inventively in the X-ray irradiation device existing Kollimatorsteuereinrichtung which the Kollimatoreinrichtung in operation, for it taken care that the direction of the x-ray from the X-ray source while looking out one revolution of the x-ray source the irradiation object in each case to one of a current position the X-ray source is adapted from the considered position of the object to be irradiated, wherein independent of the setting of individual apertures of the collimator relative to each other and to the X-ray source the entire collimator device in synchronism with the X-ray source is moved.

Anders als bei dem eingangs genannten, für die Bestrahlung eines Bestrahlungsobjekts verwendeten Computertomographen nach dem Stand der Technik, können bei einer solchen Ansteuerung der Kollimatoreinrichtung auch Bestrahlungsobjekte erfasst werden, die nicht im Isozentrum einer solchen Vorrichtung angeordnet sind. Insbesondere ist es bei dieser Vorgehensweise noch nicht einmal notwendig, dass die Röntgenquelle auf einen definierten Ring um das Bestrahlungsobjekt umläuft und somit überhaupt ein Isozentrum in dem in der Stand der Technik erwähnten Weise existiert. Das heißt, die Röntgenquelle könnte beliebige Bewegungen um das Bestrahlungsobjekt ausführen, beispielsweise indem parallel zu einem Umlauf der Röntgenquelle die Patientenliege bewegt wird und/oder das Gantrygehäuse geschwenkt wird und so insgesamt eine nicht-kreisförmige Relativbewegung der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt durchgeführt wird. Weiterhin können auch nicht rotationssymmetrische Volumina bei einem Umlauf um das Bestrahlungsobjekt bestrahlt werden.Different as in the aforementioned, for the irradiation of an irradiation object used computer tomographs according to the prior art, can at such a control of the collimator also irradiation objects are not detected in the isocenter of such a device are arranged. In particular, it is still in this approach not even necessary that the x-ray source to a defined Ring around the object of irradiation rotates and thus at all an isocenter in the manner mentioned in the prior art exist. This means, the X-ray source could perform any movements around the irradiation object, for example by parallel to a circulation of the X-ray source, the patient bed is moved and / or the gantry housing is pivoted and so Overall, a non-circular relative movement the X-ray source around the irradiation object is performed. You can also continue non-rotationally symmetric volumes when circulating around the object to be irradiated be irradiated.

Besonders bevorzugt steuert dabei die Kollimatorsteuereinrichtung die Kollimatoreinrichtung im Betrieb so an, dass zudem die Form und/oder Weite des kollimierten Röntgenstrahls von der Röntgenquelle aus betrachtet während eines Umlaufs der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt jeweils an eine von der aktuellen Position der Röntgenquelle aus betrachtete Querschnittform des Bestrahlungsobjekts angepasst wird.Especially In this case, the collimator control device preferably controls the collimator device in operation so that in addition the shape and / or width of the collimated X-ray from the X-ray source while looking out one revolution of the X-ray source to the irradiation object in each case to one of the current position the X-ray source considered cross-sectional shape of the irradiation object is adjusted.

Bei dem Bestrahlungsobjekt kann es sich um ein Teilobjekt eines insgesamt zu bestrahlenden Gesamt-Bestrahlungsobjekts handeln. D. h. es kann beispielsweise in einem ersten Bestrahlungsdurchgang mit einem Umlauf nur ein bestimmter Bereich eines Tumors bestrahlt werden und anschließend wird in einem weiteren Bestrahlungsdurchgang ein weiterer Teil des Tumors bestrahlt. Auf diese Weise sind auch beliebig große, kompliziert geformte Gesamt-Bestrahlungsobjekte gezielt mit geeigneter Röntgenstrahlung erfassbar, wobei das Bestrahlungsprofil mehrere lokale Maxima aufweisen kann.The irradiation object may be a partial object of a total irradiation object to be irradiated overall. Ie. For example, in a first irradiation pass with one revolution, only a certain area of a tumor can be irradiated, and subsequently a further irradiation passage is initiated irradiated further part of the tumor. In this way, arbitrarily large, complex-shaped total irradiation objects can be specifically detected with suitable X-radiation, wherein the irradiation profile can have a plurality of local maxima.

Unter einer „Anpassung" der Form und/oder Weite des Röntgenstrahls an die Querschnittsform des aktuellen Bestrahlungsobjekts ist hierbei im Übrigen nicht einschränkend zu verstehen, dass sich unbedingt die Konturen des Röntgenstrahls und die Kontur des Bestrahlungsobjekts überdecken. Eine erfindungsgemäße Anpassung kann vielmehr – je nach Aufbau und technischen Möglichkeiten der Kollimatoreinrichtung – auch einfach so erfolgen, dass ein möglichst großer Teil des Bestrahlungsobjekts vom Röntgenstrahl erfasst wird, wogegen möglichst wenig des umliegenden Bereichs vom Röntgenstrahl erfasst wird. Beispielsweise kann die Kollimatoreinrichtung eine geeignete ansteuerbare Blende aufweisen, deren Apertur entsprechend eingestellt wird, so dass jeweils von unterschiedlichen Positionen der Röntgenquelle relativ zum Bestrahlungsobjekt die vorgenannte Bedingung im Wesentlichen erfüllt ist.Under an "adaptation" of the shape and / or width of the X-ray to the cross-sectional shape of the current irradiation object is hereby Furthermore not restrictive to understand that necessarily the contours of the x-ray beam and cover the contour of the object to be irradiated. An adaptation according to the invention can rather - depending on Construction and technical possibilities the collimator device - too just done that way as possible greater Part of the irradiation object is detected by the X-ray beam, whereas as little as possible of the surrounding area detected by the X-ray beam becomes. For example, the collimator device may have a suitable have controllable aperture whose aperture adjusted accordingly is, so that each of different positions of the x-ray source relative to the irradiation object, the aforementioned condition substantially Fulfills is.

Eine solche Anpassung im Sinne der Erfindung schließt ein, dass bei einer Bewegung der Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt eine Neuanpassung der Kollimatoreinrichtung ggf. auch nur abschnittsweise erfolgt, d. h. dass beispielsweise die Kollimatoreinrichtung während einer bestimmten Bewegung abschnittsweise solange beibehalten wird, bis eine Abweichung zwischen Röntgenstrahl und Bestrahlungsobjekt eine bestimmte vorgegebene Toleranz überschreitet.A Such adaptation within the meaning of the invention includes that during a movement the X-ray source around the irradiation object, a readjustment of the collimator possibly also only in sections, d. H. that for example the collimator device during a certain movement is maintained in sections, until a deviation between x-ray and irradiation object exceeds a certain predetermined tolerance.

Die weiteren abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, wobei insbesondere auch das erfindungsgemäße Verfahren analog zu den Vorrichtungsansprüchen weitergebildet sein kann und umgekehrt.The further dependent claims and the following description contains particularly advantageous Embodiments and developments of the invention, in particular also the inventive method analogous to the device claims can be trained and vice versa.

Zum Aufbau einer geeigneten Kollimatoreinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten, wobei vorzugsweise die Kollimatoreinrichtung derart ausgebildet sein sollte, dass sie mit der Röntgenquelle synchron bewegbar ist und dass die Einstellung der Kollimatoreinrichtung zur Erzeugung eines bestimmten Strahls mit einer bestimmten Form und/oder Weite bzw. Richtung von der Röntgenquelle aus betrachtet unabhängig von dieser synchronen Mitbewegung mit der Röntgenquelle ist.To the Structure of a suitable Kollimatoreinrichtung there are different Options, wherein preferably the collimator device is formed in this way that should be with the x-ray source is synchronously movable and that the setting of the collimator device for generating a particular beam of a particular shape and / or width or direction viewed from the X-ray source independent of this synchronous Mitbewegung with the X-ray source is.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Kollimatoreinrichtung eine mit der Röntgenquelle synchron bewegbare Blendenvorrichtung, welche eine in ihrer Größe und/oder ihrer Form und/oder ihrer Lage relativ zur Röntgenquelle variierbare Blendenöffnung aufweist.at a particularly preferred embodiment the collimator device comprises a synchronously movable with the X-ray source Aperture device, which in its size and / or shape and / or their position relative to the x-ray source variable aperture having.

Hierzu kann die Blendenvorrichtung beispielsweise mehrere bezüglich ihrer Position relativ zueinander und/oder zur Röntgenquelle verstellbare, einzeln ansteuerbare Blendenelemente aufweisen. Eine Variante besteht dabei darin, dass die Blendenvorrichtung mehrere Blendenpaare mit jeweils zwei sich mit einem einstellbaren Abstand zueinander gegenüberliegende Blenden aufweist, wobei die Blendenpaare in parallelen Ebenen übereinander und in einem Winkel zueinander versetzt angeordnet sind, so dass sich insgesamt eine polygonförmige Blendenöffnung ergibt. Ebenso kann auch eine Irisblende mit einer verstellbaren runden Blendenöffnung verwendet werden, wie sie beispielsweise in ähnlicher Weise in Kameras eingesetzt wird.For this For example, the iris device may include several with respect to its Position relative to each other and / or adjustable to the X-ray source, individually have controllable aperture elements. A variant exists in that the aperture device with multiple pairs of pairs each two with an adjustable distance from each other Apertures having the aperture pairs in parallel planes one above the other and are offset at an angle to each other, so that overall a polygonal aperture results. Similarly, an iris diaphragm with an adjustable round aperture used, as for example, similarly used in cameras becomes.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kollimatoreinrichtung eine Blendenvorrichtung mit einer Vielzahl von lamellenförmigen Blendenelementen auf. Bevorzugt sind diese lamellenförmigen Blendenelemente jeweils zu zwei sich gegenüberliegenden Blendenelementgruppen gruppiert, wobei jede dieser Blendenelementgruppen jeweils mehrere dicht nebeneinander angeordnete lamellenförmige Blendenelemente aufweist. Der Abstand zwischen den Blendenelementen der einen Blendenelementgruppe zu den gegenüberliegenden Blendenelementen der anderen Blendenelementgruppe ist jeweils für die einzelnen Blendenelemente separat einstellbar. Auf diese Weise lässt sich relativ einfach ein Röntgenstrahl mit einer beliebigen Kontur bilden.at a particularly preferred embodiment the collimator device comprises a diaphragm device with a Variety of lamellar Aperture elements on. These lamellar diaphragm elements are preferred each to two opposite Group of aperture element groups, each of these aperture element groups each several closely juxtaposed lamellar aperture elements having. The distance between the aperture elements of one aperture element group to the opposite Aperture elements of the other aperture element group are each for the individual Shutter elements separately adjustable. In this way you can be relative simply an x-ray form with any contour.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Kollimatoreinrichtung eine Blendenvorrichtung mit mehreren Lochblenden mit unterschiedlich geformten Blendenöffnungen auf. Um die Form des Röntgenstrahls zu ändern, wird die Lochblende gewechselt. Durch zusätzliche Blenden können die nicht genutzten Lochblenden abgedeckt werden.at an alternative embodiment the collimator means a diaphragm device with a plurality of pinhole diaphragms with differently shaped apertures. To the shape of the X-ray to change, the pinhole is changed. By additional apertures can not used to be covered.

Unabhängig von der Art der Blendenvorrichtung wird vorzugsweise die Blendenöffnung jeweils so eingestellt, dass die Verbindungslinie zwischen einem Quellpunkt der Röntgenquelle und dem Mittelpunkt der Blendenöffnung in ihrer Verlängerung in Röntgenstrahlrichtung auf den Mittelpunkt des Bestrahlungsobjekts trifft. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass die Richtung des Röntgenstrahls – von der Röntgenquelle aus betrachtet – immer an die Lage des Bestrahlungsobjekts angepasst ist. Außerdem wird die Blendenöffnung der Blendenvorrichtung bevorzugt so eingestellt, dass sich in einem Randbe reich des Bestrahlungsobjekts die durch die von der Röntgenquelle auf den betreffenden Bereich auftreffende Primärstrahlung und durch die auf diesen Bereich auftreffende, im Bestrahlungsobjekt bzw. umliegenden Gewebe erzeugte Sekundärstrahlung gegebene Strahlendosis einer vorgegebenen Solldosis entspricht. D. h. in den meisten Fällen wird die Blendenöffnung so eingestellt, dass die in Richtung des Bestrahlungsobjekts verlängerte Verbindungslinie zwischen dem Quellpunkt der Röntgenquelle und einer bestimmten Kante der Blendenöffnung innerhalb des Bestrahlungsobjekts liegt.Regardless of the type of diaphragm device, the diaphragm opening is preferably set in each case so that the connecting line between a source point of the X-ray source and the center of the diaphragm aperture in its extension in the X-ray direction impinges on the center of the irradiation object. In this way it is ensured that the direction of the X-ray beam - as viewed from the X-ray source - is always adapted to the position of the object to be irradiated. In addition, the aperture of the aperture device is preferably adjusted so that gege in a Randbe rich of the object to be irradiated by the incident of the X-ray source on the area concerned primary radiation and by the incident on this area, generated in the irradiation object or surrounding tissue secondary radiation Bene radiation dose corresponds to a predetermined target dose. Ie. In most cases, the aperture is adjusted so that the line of extension extended in the direction of the object of irradiation between the source point of the X-ray source and a specific edge of the aperture lies within the object to be irradiated.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Blendenvorrichtung kann die Kollimatoreinrichtung auch ein fokussierendes Element aufweisen. Beispielsweise kann ein solches fokussierendes Element im Strahlengang vor oder hinter der Blendenvorrichtung angebracht werden. Ein solches fokussierendes Element erlaubt es, einen größeren Raumwinkelbereich der von der Röntgenquelle erzeugten Röntgenstrahlung zu verwenden und führt durch die Fokussierung zu einer zusätzlichen Dosis Kontrast-Verbesserung. In einer besonders bevorzugten Variante des fokussierenden Elements wird dessen energieabhängige Effektivität ausgenutzt, um die nicht benötigten Teile des Röntgenspektrums zu eliminieren. Hierzu kann ein hochorientierter pyrolytischer Graphit-Mosaikkristall verwendet werden. D. h. ein solches fokussierendes Element hat vorzugsweise auch Bandpassfiltereigenschaften.alternative or additionally to a diaphragm device, the collimator can also have a focusing element. For example, such focusing element in the beam path in front of or behind the diaphragm device be attached. Such a focusing element allows a larger solid angle range of from the X-ray source generated X-rays to use and guide by focusing on an additional dose of contrast enhancement. In a particularly preferred variant of the focusing element its energy-dependent effectiveness is exploited, around the unneeded Parts of the X-ray spectrum to eliminate. For this purpose, a highly oriented pyrolytic graphite mosaic crystal be used. Ie. such a focusing element preferably has also bandpass filter properties.

Auch ohne die Verwendung einer Kollimatoreinrichtung mit einem fokussierenden Element wird in der Röntgenbestrahlungsvorrichtung vorzugsweise eine Strahlungsfiltereinrichtung im Strahlengang positioniert, um bestimmte Teile des Röntgenspektrums auszublenden, die wegen ihrer Wellenlänge ohnehin nicht den Bereich des Bestrahlungsobjekts im Körper des Patienten erreichen würden, sondern bereits zu einem Großteil in dem davor liegenden Gewebe absorbiert würden. Besonders bevorzugt wird das Bestrahlungsspektrum des Röntgenstrahls definiert in Abhängigkeit von der Bestrahlungsrichtung auf das Bestrahlungsobjekt verändert. Dabei wird berücksichtigt, dass bei einer Bewegung einer Röntgenquelle um das Bestrahlungsobjekt, welches nicht im Isozentrum der Bewegung liegt, sich mal mehr, mal weniger Körpervolumen vor dem Bestrahlungsobjekt im Strahlengang befindet. Eine solche Anpassung des Strahlungsspektrums bei einer Bewegung des Röntgenstrahls ist mit Hilfe einer einstellbaren Strahlungsfiltereinrichtung möglich, deren Filtereigenschaften variabel sind. Ein Beispiel für einen geeigneten Röntgenbandpassfilter wird in der DE 102 12 410 A1 beschrieben. Alternativ können auch Filter mit variabler Dicke eingesetzt werden.Even without the use of a collimator device with a focusing element, a radiation filter device is preferably positioned in the beam path in the X-ray irradiation device in order to block out certain parts of the X-ray spectrum which, because of their wavelength, would not reach the area of the object to be irradiated in the patient's body anyway, but already to a large extent would be absorbed in the tissue lying in front of it. Particularly preferably, the irradiation spectrum of the X-ray beam is changed in a defined manner as a function of the direction of irradiation on the irradiation object. In this case, it is taken into account that with a movement of an X-ray source around the irradiation object, which is not in the isocenter of the movement, sometimes more, sometimes less body volume is located in front of the irradiation object in the beam path. Such an adaptation of the radiation spectrum during a movement of the X-ray beam is possible with the aid of an adjustable radiation filter device whose filter properties are variable. An example of a suitable X-ray bandpass filter will be found in US Pat DE 102 12 410 A1 described. Alternatively, filters with variable thickness can be used.

Bevorzugt weist die Röntgenbestrahlungsvorrichtung eine geeignete Strahlberechnungseinheit auf, welche für eine bestimmte Bestrahlungsrichtung auf Basis von geometrischen Daten des Bestrahlungsobjekts automatisch die zur Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts bei dieser Position der Röntgenquelle benötigten Einstellungsparameter der Kollimatoreinrichtung und/oder gegebenenfalls des benötigten Röntgenspektrums ermittelt. D. h., diese Strahlberechnungseinrichtung berechnet beispielsweise automatisch anhand der geometrischen Daten bei der jeweils vorgegebenen Position der Röntgenquelle die passende Richtung des Röntgenstrahls von der Röntgenquelle aus, um das Bestrahlungsobjekt zu treffen, sowie die Form und/oder Weite des Röntgenstrahls.Prefers has the X-ray irradiation device a suitable beam calculation unit, which for a particular Irradiation direction based on geometric data of the irradiation object automatically the for the irradiation of the irradiation object in this Position of the X-ray source required Adjustment parameters of the collimator device and / or optionally of the needed X-ray spectrum determined. That is to say, this ray calculation device automatically calculates, for example based on the geometric data at the respective predetermined position the X-ray source the appropriate direction of the x-ray from the X-ray source from to hit the object of irradiation, as well as the shape and / or Width of the X-ray.

Die geometrischen Daten des Bestrahlungsobjekts werden dabei vorzugsweise mit Hilfe einer automatischen Analyse von Schnittbildern des Bestrahlungsobjekts ermittelt. Hierzu kann die Röntgenbestrahlungsvorrichtung eine geeignete Bildauswerteeinrichtung aufweisen, welche für die Lokalisierung und/oder Vermessung des Bestrahlungsobjekts die erzeugten Bilder analysiert und dann z. B. die daraus ermittelten geometrischen Daten an die Strahlberechnungseinheit liefert.The geometric data of the irradiation object are preferably with the help of an automatic analysis of sectional images of the irradiation object determined. For this purpose, the X-ray irradiation device have a suitable image evaluation, which for the localization and / or Measuring the irradiation object analyzes the images generated and then z. B. the geometric data determined therefrom to the Beam calculation unit supplies.

Bevorzugt werden dabei die Bilder des Bestrahlungsobjekts mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung in der Röntgenbestrah lungseinrichtung selber erzeugt, da dann keine Umlagerung des Patienten erforderlich ist. Hierzu muss die Röntgenbestrahlungsvorrichtung eine entsprechende Bildaufnahmeeinrichtung mit einer Röntgenquelle und einem Detektor aufweisen. Bei der Röntgenquelle kann es sich beispielsweise um die zur Bestrahlung verwendete Röntgenquelle handeln, sofern dafür gesorgt wird, dass entsprechend die Strahlung abgeschwächt wird und durch die Kollimatoreinrichtung ein Röntgenstrahl erzeugt wird, der von der Form und Weite geeignet ist, um gemeinsam mit dem Detektor die erforderlichen Rohbilddaten zu erzeugen.Prefers In this case, the images of the object to be irradiated by means of an image recording device in the X-ray irradiation device generated, since then no rearrangement of the patient required is. For this purpose, the X-ray irradiation device a corresponding image recording device with an X-ray source and a detector. The X-ray source may be, for example to the X-ray source used for the irradiation, provided that ensured is that, accordingly, the radiation is attenuated and through the Kollimatoreinrichtung an x-ray produced, which is of the shape and width suitable to work together to generate the required raw image data with the detector.

Vorzugsweise wird daher eine Röntgenbestrahlungsvorrichtung verwendet, bei der – wie bei dem einleitend genannten Stand der Technik – die Röntgenquelle und die Kollimatoreinrichtung in einem Gantrygehäuses eines Computertomographen angeordnet sind. D. h., es wird in der vorbeschriebenen Weise ein Computertomograph so modifiziert, dass dieser eine Röntgenquelle aufweist, die eine ausreichend hohe Röntgenleistung mit der passenden Röntgenenergie abgibt. Zusätzlich wird jedoch durch eine erfindungsgemäße Modifikation der Kollimatoreinrichtung und durch Schaffung einer entsprechenden Kollimatorsteuereinrichtung dafür gesorgt, dass eine Anpassung des Strahls an die Bestrahlungseinrichtung in der erfindungsgemäßen Weise möglich ist. Dabei kann bei entsprechenden Einstellungen die Röntgenquelle, die letztlich zur Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts mit einer therapeutischen Dosis eingesetzt wird, auch zur Erzeugung der Bilder des Körpers des Patienten zur Lokalisierung und Vermessung des Bestrahlungsobjekts verwendet werden, sofern die Kollimatoreinrichtung entsprechend eingestellt wird. Es kann aber auch eine weitere Gantry mit einer nur für die Erzeugung der Bilder verwendeten Röntgenquelle und einer hierfür geeigneten, separaten Kollimatoreinrichtung in das Gantrygehäuse eingesetzt werden.Preferably, therefore, an X-ray irradiation apparatus is used, in which - as in the initially mentioned prior art - the X-ray source and the collimator device are arranged in a gantry housing of a computer tomograph. D. h., It is in the manner described above, a computer tomograph modified so that it has an X-ray source that emits a sufficiently high X-ray power with the appropriate X-ray energy. In addition, however, by modifying the collimator device according to the invention and providing a corresponding collimator control device, it is possible to adapt the beam to the irradiation device in the manner according to the invention. In this case, with appropriate settings, the X-ray source, which is ultimately used for irradiating the irradiation object with a therapeutic dose, also be used to generate the images of the body of the patient for localization and measurement of the irradiation object, if the collimator is adjusted accordingly. But it can also be a long one re gantry with an X-ray source used only for the production of images and a suitable, separate Kollimatoreinrichtung be used in the gantry housing.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. In den Figuren sind jeweils die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the attached figures based on embodiments once again closer explained. In the figures, the same components are the same with each other Reference numbers provided. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Röntgenbestrahlungseinrichtung, 1 a schematic representation of an embodiment of an X-ray irradiation device according to the invention,

2 schematische Darstellung der Anpassung der Weite des Röntgenstrahls an die Form des Bestrahlungsobjekts von unterschiedlichen Bestrahlungsrichtungen aus gesehen, 2 schematic representation of the adaptation of the width of the X-ray beam to the shape of the irradiation object seen from different irradiation directions,

3 eine schematische Darstellung der Anpassung der Richtung des Röntgenstrahls von der Röntgenquelle aus betrachtet zur Anpassung an die Lage des Bestrahlungsobjekts relativ zur Röntgenquelle, 3 a schematic representation of the adaptation of the direction of the X-ray beam from the X-ray source, for adaptation to the position of the irradiation object relative to the X-ray source,

4 eine schematische Darstellung einer ersten Variante einer Kollimatoreinrichtung für eine erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung, 4 1 is a schematic representation of a first variant of a collimator device for an X-ray irradiation device according to the invention,

5 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer variablen Strahlenfiltereinrichtung, 5 a schematic representation of a first embodiment of a variable radiation filter device,

6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer variablen Strahlenfiltereinrichtung, 6 a schematic representation of a second embodiment of a variable radiation filter device,

7 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Einstellung der Blenden einer Kollimatoreinrichtung gemäß 4 zur Anpassung an das Bestrahlungsobjekt, 7 a schematic representation of a preferred adjustment of the aperture of a collimator according to 4 for adaptation to the irradiation object,

8 eine chematische Darstellung einer weiteren Variante einer Blendenvorrichtung für eine erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung, 8th a chemical representation of another variant of a diaphragm device for an X-ray irradiation device according to the invention,

9 eine Draufsicht auf eine Blendenvorrichtung ähnlich 9 a plan view of an aperture device similar

8, jedoch mit schmaleren lamellenförmigen Blendenelementen, 8th but with narrower lamellar aperture elements,

10 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante einer Blendenvorrichtung für eine erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung, 10 a schematic representation of a further variant of a diaphragm device for an X-ray irradiation device according to the invention,

11 eine schematische Darstellung einer Kollimatoreinrichtung für eine erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung mit einem fokussierenden Element, 11 FIG. 2 a schematic representation of a collimator device for an X-ray irradiation device according to the invention with a focusing element, FIG.

12 eine schematische Darstellung einer Formung des Röntgenstrahls unter Verwendung eines absorbierenden Elements im Strahlengang, 12 a schematic representation of a shaping of the X-ray beam using an absorbing element in the beam path,

13 eine schematische Darstellung der Bestrahlung eines ausgedehnteren Bestrahlungsobjekts durch Bestrahlung mehrerer Teilobjekte, 13 a schematic representation of the irradiation of a broader irradiation object by irradiation of several sub-objects,

14 ein Flussdiagramm mit einem möglichen Verfahrensablauf bei einer Ansteuerung einer erfindungsgemäßen Röntgenbestrahlungseinrichtung. 14 a flowchart with a possible procedure when driving a X-ray irradiation device according to the invention.

Bei der in der 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Röntgenbestrahlungseinrichtung 1 handelt es sich um eine konventionelle Computertomographieeinrichtung, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend mit den hierzu notwendigen Komponenten ausgerüstet bzw. nachgerüstet wurde.When in the 1 represented, inventive X-ray irradiation device 1 it is a conventional computed tomography device, which has been equipped or retrofitted to carry out the method according to the invention in accordance with the necessary components.

Diese Anlage weist eine in einem Gantrygehäuse 4 frei um eine Rotationsachse T rotierbare Röntgenquelle 2 auf. Das gesamte Gantrygehäuse 4 ist um eine senkrecht zur Rotationsachse T stehende Achse um einen Winkel α verschwenkbar. Auf einem sich durch den Ring des Gantrygehäuses hindurch erstrecken den, röntgenstrahlendurchlässigen Liegenbrett 5 kann ein Patient P gelagert werden. Das Liegenbrett 5 ist in allen drei Raumrichtungen x, y und z verfahrbar, wobei der Bewegungsspielraum in z-Richtung und y-Richtung durch das ringförmige Gantrygehäuse 4 naturgemäß stark eingeschränkt ist. Lediglich in x-Richtung lässt sich das Liegenbrett 5 relativ zum Gantrygehäuse 4 in einem weiteren Bereich verfahren, so dass das Liegenbreit 5 ganz durch das Gantrygehäuse bewegt werden kann. Eine solche Röntgenbestrahlungseinrichtung 1 erlaubt es, ein im Körper eines Patienten P befindliches Bestrahlungsobjekt O aus einem relativ weiten Raumrichtungsbereich heraus zu bestrahlen.This system has one in a gantry housing 4 freely rotatable about a rotation axis T rotatable X-ray source 2 on. The entire gantry housing 4 is pivotable about an axis perpendicular to the axis of rotation T axis by an angle α. On a through the ring of Gantrygehäuses extend through the, radiolucent couch board 5 a patient P can be stored. The couch board 5 is movable in all three spatial directions x, y and z, wherein the range of motion in the z-direction and y-direction through the annular gantry housing 4 is naturally severely limited. Only in the x-direction can the couch board 5 relative to the gantry housing 4 proceed in a wider area, so that the couch width 5 can be moved completely through the gantry housing. Such an X-ray irradiation device 1 makes it possible to irradiate an irradiation object O located in the body of a patient P out of a relatively wide spatial direction area.

Erfindungsgemäß befindet sich im Strahlengang zwischen der Röntgenquelle 2 und dem Patienten P eine Kollimatoreinrichtung 3, welche dafür sorgt, dass ein von der Röntgenquelle 2 aus kommender Röntgenstrahl R bezüglich seiner Richtung sowie von seiner Weite und Form an das Bestrahlungsobjekt O angepasst ist. Verschiedene Möglichkeiten, diese Kollimatoreinrichtung 3 aufzubauen, werden nachfolgend noch im Detail beschrieben.According to the invention is located in the beam path between the X-ray source 2 and the patient P a collimator device 3 which makes one from the x-ray source 2 from coming X-ray R is adapted with respect to its direction and of its width and shape to the object to be irradiated O. Different possibilities, this collimator device 3 will be described in detail below.

Die erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung 1 weist eine Steuereinrichtung 24 auf. Diese Steuereinrichtung 24 enthält – in der Regel in Form von auf einem programmierbaren Prozessor der Steuereinrichtung 24 implementierten Softwaremodulen – verschiedene Steuerungskomponenten. Eine dieser Komponenten ist eine Röntgenquellen-Steuereinheit 7, mit der festgelegt wird, ob und wenn ja, mit welcher Energie und Leistung die Röntgenquelle 2 Röntgenstrahlen aussendet. Eine weitere Komponente ist eine Gantry-Positionssteuereinheit 8, mit der die Bewegung der Gantry und somit der Röntgenquelle 2 sowie der synchron mitbewegten Kollimatoreinrichtung 3 innerhalb des Gantrygehäuses 4 – d. h. die Position der Röntgenquelle 2 in der Umlaufebene – und die Verkippung des Gantrygehäuses 4 um den Winkel α bestimmt werden. Eine weitere Komponente ist eine Liegenbrettpositions-Steuereinheit 9, mit der das Patienten-Liegenbrett 5 relativ zum Gantrygehäuse 4 positioniert wird. Eine Kollimatorsteuereinrichtung 10 dient dazu, erfindungsgemäß die Kollimatoreinrichtung 3 jeweils in Abhängigkeit von der Position der Röntgenquelle 2 zum Bestrahlungsobjekt O passend einzustellen, um den gewünschten Röntgenstrahl R mit der passenden Form, Lage und Richtung auf das Bestrahlungsobjekt O zu erzeugen.The X-ray irradiation device according to the invention 1 has a control device 24 on. This control device 24 contains - usually in the form of on a programmable processor of the controller 24 implemented software modules - various control components. One of these components is an x-ray source control unit 7 Determining whether and, if so, with what energy and power the X-ray source 2 X-rays are emitted. Another component is a gantry position controller 8th , with which the movement of the gantry and thus the X-ray source 2 and the synchronous mitbewegten collimator 3 inside the gantry housing 4 Ie the position of the X-ray source 2 in the orbital plane - and the tilting of the gantry housing 4 be determined by the angle α. Another component is a couch position control unit 9 with the patient's couch board 5 relative to the gantry housing 4 is positioned. A collimator controller 10 serves, according to the invention, the collimator 3 in each case depending on the position of the X-ray source 2 to suit the irradiation object O to produce the desired X-ray R having the proper shape, position and direction on the irradiation object O.

Angesteuert werden diese Komponenten 7, 8, 9, 10 unter anderem auf Basis der Daten einer Strahlberechnungseinheit 6. Diese Strahlberechnungseinheit 6 erhält alle Informationen darüber, welche Strahlendosis in einem bestimmten Volumen des Bestrahlungsobjekts O gemäß einem vorgegebenen Bestrahlungsplan einzubringen ist. Außerdem erhält diese Strahlberechnungseinheit 6 von einer automatischen Bildauswerteeinrichtung 26 geometrische Daten über das Bestrahlungsobjekt O, d. h. über die Lage und Ausmaße des Bestrahlungsobjekts O. Diese Bildauswerteeinrichtung 26 wertet zuvor vom Inneren des Körpers des Patienten P im Bereich des Bestrahlungsobjekts O gefertigte Schnittbilder aus, um das Bestrahlungsobjekt O zu lokalisieren und zu vermessen.These components are controlled 7 . 8th . 9 . 10 based inter alia on the data of a beam calculation unit 6 , This ray calculation unit 6 receives all information about which radiation dose is to be introduced in a specific volume of the object to be irradiated O in accordance with a prescribed treatment plan. In addition, this beam calculation unit receives 6 from an automatic image evaluation device 26 geometric data about the irradiation object O, ie about the position and dimensions of the irradiation object O. This image evaluation device 26 evaluates previously made of the interior of the body of the patient P in the region of the irradiation object O sectional images to locate the object to be irradiated O and measure.

Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden diese Bilder durch die Röntgenbestrahlungseinrichtung 1 selbst erzeugt. Hierzu ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Röntgenquelle 2 gegenüberliegend ein Detektor 25 angeordnet. Um mit Hilfe dieses Detektors 25 und der Röntgenquelle 2 computertomographische Aufnahmen zu erzeugen, muss lediglich die Röntgenquelle 2 so eingestellt werden, dass sie Röntgenstrahlung mit einer für die Bildgebung erforderlichen Leistung und Energie erzeugt. Für die Bildgebung werden in der Regel Energien von 70 bis 150 KeV benötigt, wogegen für eine therapeutische Bestrahlung höhere Energien im Bereich von ca. 100 bis 500 KeV eingesetzt werden. D. h. es muss beispielsweise für die Bildgebung die Spannung an der Röntgenröhre auf ca. 70 bis 150 KV eingestellt werden. Außerdem muss die Kollimatoreinrichtung 3 in geeigneter Weise eingestellt werden, damit ein in der Umlaufebene im Wesentlichen planer, zum Detektor passend aufgefächerter Röntgenstrahl erzeugt wird. Die vom Detektor 25 erfassten Signale werden dann an eine Datenakquisitions- und Rekonstruktionseinheit 27 der Steuereinrichtung 24 übergeben, welche daraus die gewünschten Bilder B erzeugt und diese an die Bildauswerteeinrichtung 26 übergibt. Während einer Aussendung der höherenergetischen Strahlung kann der Detektor 25 zur Dosiskontrolle genutzt werden.In the illustrated preferred embodiment, these images are transmitted through the X-ray irradiation device 1 self generated. This is in the in 1 illustrated embodiment of the X-ray source 2 opposite a detector 25 arranged. To use this detector 25 and the X-ray source 2 To produce computed tomographic images, only the X-ray source needs to be generated 2 be set to produce X-radiation with power and energy required for imaging. As a rule, energies of 70 to 150 KeV are required for imaging, whereas higher energies in the range of approximately 100 to 500 KeV are used for therapeutic irradiation. Ie. For example, for imaging, the voltage on the X-ray tube must be set to approximately 70 to 150 KV. In addition, the collimator device must 3 be set in a suitable manner, so that in the circulation plane substantially planar, the detector fanned out appropriately X-ray is generated. The one from the detector 25 detected signals are then sent to a data acquisition and reconstruction unit 27 the control device 24 pass, which generates the desired images B and this to the image evaluation 26 passes. During a transmission of the higher-energy radiation, the detector 25 used for dose control.

Die Steuereinrichtung 24 kann neben den oben beschriebenen Komponenten auch alle anderen üblicherweise in Steuereinrichtungen von Computertomographen vorhandenen Komponenten und Einrichtungen aufweisen, wie z. B. Speichereinrichtungen oder ein Benutzerschnittstelle. Diese Bestandteile sind jedoch der besseren Übersichtlichkeit wegen in 1 nicht dargestellt.The control device 24 In addition to the components described above, all other components and devices that are usually present in control devices of computer tomographs can also be used, such as, for example, Memory devices or a user interface. These components are, however, for the sake of clarity in 1 not shown.

Bei einer nicht dargestellten weiteren Variante der Röntgenbestrahlungseinrichtung befinden sich in der Gantry zwei Röntgenquellen, wovon die erste Röntgenquelle nur zur Aussendung der höherenergetischen Strahlung im Energiebereich von 100 bis 500 KeV dient und die andere Röntgenquelle zur Aufnahme der Schichtbilder genutzt wird und dementsprechend Röntgenstrahlung mit niedrigerer Energie im Bereich von 70 bis 150 KeV aussendet. An beiden Röntgenquellen befinden sich jeweils geeignete Kollimatoreinrichtungen, wobei der ersten Röntgenquelle die erfindungsgemäße Kollimatoreinrichtung zugeordnet ist und der zweiten Röntgenquelle, welche für die Bildaufnahme genutzt wird, ein in solchen Computertomographie-Geräten üblicher Kollimator zugeordnet sein kann. Die beiden Röntgenquellen sind unter einem Winkel von z. B. 90° versetzt zueinander im Gantrygehäuse angeordnet. Gegenüber der Röntgenquelle für die Bilderzeugung befindet sich ein für die Bilderzeugung geeigneter Detektor. Gegenüber der ersten Röntgenquelle, welche die höherenergetische Strahlung erzeugt, kann sich ebenfalls ein Detektor befinden, der bei spielsweise zur Dosiskontrolle dient. Er kann daher deutlich kleiner als der zur Bilddatenerfassung eingesetzte Detektor ausgebildet sein. Es kann aber auch ein durch das gesamte Gantrygehäuse umlaufender ringförmiger Detektor verwendet werden, wobei jeweils die von den beiden Röntgenstrahlen erfassten Detektorbereiche entsprechend zur Bildgebung oder zur Dosiskontrolle genutzt werden.at a not shown further variant of the X-ray irradiation device There are two X-ray sources in the gantry, of which the first X-ray source only for the transmission of higher energy Radiation in the energy range of 100 to 500 KeV serves and the other X-ray source is used to capture the slices and accordingly X-rays with lower energy in the range of 70 to 150 KeV. At both x-ray sources are each suitable collimator devices, wherein the first X-ray source the collimator device according to the invention is assigned and the second X-ray source, which for the Image recording is used, a more common in such computed tomography devices Collimator can be assigned. The two x-ray sources are under one Angle of z. B. offset 90 ° to each other in the gantry housing arranged. Across from the X-ray source for the Imaging is one suitable for imaging Detector. Opposite the first X-ray source, which the higher energy Radiation generated, may also be a detector, the for example, for dose control serves. He can therefore clearly be formed smaller than the detector used for image data acquisition. But it can also be a circulating through the entire gantry housing annular Detector can be used, in each case those of the two X-rays Detected detector areas according to the imaging or the Dose control can be used.

Damit die zur Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts genutzte Röntgenröhre in der Lage ist, über einen ausreichend langen Zeitraum Röntgenstrahlen mit der benötigten Leistung und Energie zur Verfügung zu stellen, ist es erforderlich, die in der Röntgenröhre entstehende Wärme möglichst effektiv zu speichern und/oder abzuführen.In order to the x-ray tube used to irradiate the object to be irradiated in the Location is over one sufficiently long period X-rays with the needed Power and energy available It is necessary to provide the heat generated in the X-ray tube as much as possible effectively store and / or dissipate.

Hierzu kann ein Wärmespeicher genutzt werden, der die bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung anfallende Abwärme zunächst aufnimmt. Bei einem solchen Wärmespeicher kann es sich um eine Wärmekapazität handeln, wie z. B. in Kühlöl (mit einem großen Ölvolumen) angeordnete Metallblöcke oder um einen Phasenumwandlungsspeicher. Ein solcher Wärmespeicher kann idealerweise in den Bestrahlungspausen relativ schnell abgekühlt werden. Ein Verfahren hierzu wird beispielsweise in der DE 128 45 756 C2 beschrieben.For this purpose, a heat storage can be used, which in the generation of the X-ray initially absorbs accumulating waste heat. In such a heat storage may be a heat capacity, such. B. in cooling oil (with a large volume of oil) arranged metal blocks or a phase change memory. Such a heat accumulator can ideally be cooled relatively quickly during the radiation breaks. A method for this purpose, for example, in the DE 128 45 756 C2 described.

In einer bevorzugten anderen Variante wird die Wärme jedoch sofort, z. B. mittels eines Öl-Wasser-Wärmetauschers, abgeführt. Bei der Verwendung einer Computertomographie-Anlage als erfindungsgemäße Röntgenbestrahlungseinrichtung ist dies ohne weiteres realisierbar, da im Prinzip eine Rotation der Röntgenquelle um 360° ausreichen würde. In diesem Fall können vor einer Bestrahlung Wasserschläuche an das Gantrygehäuse bzw. die Gantry angeschlossen werden, die auch während der Durchführung der Bestrahlung angeschlossen bleiben und durch welche die entstehende Wärme effektiv abgeführt wird. Dies erlaubt es, die während einer Bestrahlungssitzung applizier bare Dosis im Vergleich zu Wärmespeichervarianten um Größenordnungen zu erhöhen.In However, a preferred alternative, the heat is immediately, for. B. by means an oil-water heat exchanger, dissipated. When using a computed tomography system as X-ray irradiation device according to the invention this is easily realizable, since in principle a rotation the X-ray source sufficient for 360 ° would. In this case, you can Before a radiation water hoses to the gantry housing or the gantry are connected, which also during the implementation of the Irradiation remain connected and through which the resulting Heat effectively dissipated becomes. This allows it during the an irradiation session applizier bare dose compared to heat storage variants by orders of magnitude increase.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Röntgenröhre eingesetzt werden, die nach der sogenannten Rotating-Envelope-Tube-Technologie (RET-Röhren) aufgebaut ist. In diesem Fall sind aufgrund der Technologie hohe Leistungen für lange Zeit ohne Unterbrechung möglich. Hierdurch verkürzt sich die Behandlungsdauer, was nicht nur für den Patienten angenehmer ist, sondern auch die Auslastung der Röntgenbestrahlungseinrichtung verbessert. Weiterhin ist es auch möglich, mehrere Röntgenquellen auf der Computertomographie-Gantry unterzubringen, um so die einbringbare Dosis zu erhöhen.alternative or additionally can also use an x-ray tube be built according to the so-called Rotating Envelope Tube technology (RET tubes) is. In this case, high performance is due to the technology for long Time without interruption possible. This shortens the duration of treatment, which is not only more pleasant for the patient is, but also the utilization of the X-ray irradiation device improved. Furthermore, it is also possible to use several x-ray sources on the computed tomography gantry to accommodate the disposable Increase dose.

In den 2 und 3 ist schematisch dargestellt, wie mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kollimatoreinrichtung 3 erreicht werden kann, dass auch nicht rotationssymmetrische Volumina bzw. außerhalb des Isozentrums I des Gantry-Rings liegende Bestrahlungsobjekte O bestrahlt werden können.In the 2 and 3 is shown schematically as with the aid of the collimator device according to the invention 3 It can be achieved that non-rotationally symmetric volumes or radiation objects O lying outside the isocenter I of the gantry ring can also be irradiated.

In 2 handelt es sich um ein ellipsenförmiges Bestrahlungsobjekt O, dessen Mittelpunkt im Isozentrum I liegt. Zunächst befindet sich die Röntgenquelle 2 innerhalb des Gantrygehäuses 4 in einer ersten Position P₁ oberhalb des Bestrahlungsobjekts O. Von dieser Bestrahlungsrichtung B₁ aus muss der Röntgenstrahl R am Bestrahlungsobjekt O in etwa eine Breite a aufweisen, damit sie an das Bestrahlungsobjekt O angepasst ist. Durch zwei Blenden 12 einer Blendenvorrichtung 11 der Kollimatoreinrichtung 3 wird der Röntgenstrahl R entsprechend begrenzt, so dass die Weite des Röntgenstrahls R so gewählt ist, dass er am Ort des Bestrahlungsobjekts O die gewünschte Breite a aufweist. In einer zweiten Position P₂, nach einer Drehung in der Gantry in Drehrichtung D, bestrahlt die Röntgenquelle 2 das Objekt O in der Bestrahlungsrichtung B₂. Von dieser Richtung B₂ aus betrachtet, muss der Röntgenstrahl R am Bestrahlungsobjekt O eine Breite b aufweisen, um das gesamte Bestrahlungsobjekt O zu erfassen. Dementsprechend sind hier die Blenden 12 der Kollimatoreinrichtung 3 weiter als in der Position P₁ geöffnet.In 2 it is an elliptical irradiation object O whose center lies in the isocenter I. First, there is the X-ray source 2 inside the gantry housing 4 in a first position P ₁ above the irradiation object O. From this irradiation direction B ₁ , the X-ray R at the irradiation object O must have approximately a width a, so that it is adapted to the irradiation object O. Through two panels 12 an aperture device 11 the collimator device 3 the X-ray R is limited accordingly, so that the width of the X-ray beam R is selected such that it has the desired width a at the location of the irradiation object O. In a second position P ₂ , after a rotation in the gantry in the direction of rotation D, the X-ray source irradiates 2 the object O in the irradiation direction B ₂ . Viewed from this direction B ₂ , the X-ray R at the irradiation object O must have a width b in order to detect the entire irradiation object O. Accordingly, here are the apertures 12 the collimator device 3 further than in the position P ₁ opened.

3 zeigt die Situation mit einem außerhalb des Isozentrums I befindlichen Objekt O. Hier befindet sich die Röntgenquelle 2 zunächst wieder in der ersten Position P₁ oben im Gantrygehäuse 4. Von dieser Position P₁ aus betrachtet, liegt das Bestrahlungsobjekt O rechts neben dem Isozentrum I. Dementsprechend sind die Blendenelemente 12 der Blendenvorrichtung 11 so relativ zur Röntgenquelle 2 verfahren, dass die Blendenöffnung A nach rechts versetzt ist. In der Position P₂, welche die Röntgenquelle 2 wiederum nach einer Drehung in Drehrichtung D um einen bestimmten Winkel erreicht, liegt das Objekt O hinter dem Isozentrum I. Dementsprechend werden die Blendenelemente 12 der Blendenvorrichtung 11 wieder so verfahren, dass die Blendenöffnung A mittig vor dem Röntgenstrahler 2 angeordnet ist. 3 shows the situation with an object O located outside the isocenter I. Here is the X-ray source 2 first again in the first position P _{1 at the} top of the gantry housing 4 , Viewed from this position P ₁ , the irradiation object O lies to the right of the isocenter I. Accordingly, the diaphragm elements 12 the aperture device 11 so relative to the x-ray source 2 method that the aperture A is offset to the right. In position P ₂ , which is the X-ray source 2 again reaches a certain angle after rotation in the direction of rotation D, the object O is behind the isocenter I. Accordingly, the aperture elements 12 the aperture device 11 move again so that the aperture A centered in front of the X-ray source 2 is arranged.

Eine geeignete Blendenvorrichtung 11 kann in der einfachsten Form – wie in 4 dargestellt – aus zwei Blendenpaaren mit jeweils zwei gegenüberliegenden Blenden 12, 13 bestehen. Bei den Blenden 12 des einen Blendenpaars kann es sich im Übrigen um die in Computertomographen üblicherweise vorhandenen Blenden 12 handeln, die dafür sorgen, dass zur Bildgebung aus dem von der Röntgenquelle 2 kommenden Röntgenstrahl ein in der Umlaufebene liegender Fächerstrahl erzeugt wird. Diese Blenden 12 – im Folgenden auch CT-Blenden genannt – sind parallel zur Rotationsachse der Gantry verfahrbar. Die Blendenpaare 12, 13 werden jeweils entsprechend den in 2 und 3 dargestellten Beispielen an die Position des Röntgenstrahlers 2 angepasst werden. Dabei wird unabhängig von der Einstellung der Blenden 12, 13 relativ zueinander und zum Röntgenstrahler 2 die gesamte Blendenvorrichtung 11 synchron mit der Röntgenquelle 2 verfahren.A suitable aperture device 11 can in the simplest form - as in 4 shown - from two pairs of panels, each with two opposite panels 12 . 13 consist. At the aperture 12 Otherwise, one pair of diaphragms can be those which are usually present in computer tomographs 12 Act that make sure that the imaging from the X-ray source 2 X-ray beam is generated lying in the orbital plane fan beam. These apertures 12 - also referred to below as CT diaphragms - can be moved parallel to the axis of rotation of the gantry. The aperture pairs 12 . 13 are each according to the in 2 and 3 illustrated examples to the position of the X-ray source 2 be adjusted. It is independent of the setting of the aperture 12 . 13 relative to each other and to the X-ray source 2 the entire aperture device 11 synchronous with the X-ray source 2 method.

In 4 ist rein schematisch im Strahlengang zwischen der Röntgenquelle 2 und der aus einer Blendenvorrichtung 11 be stehenden Kollimatoreinrichtung 3 eine Filtereinrichtung 20 angeordnet, welche den niederenergetischen Teil der Röntgenstrahlung abschwächt. Photonen mit großen Wellenlängen, d. h. Röntgenstrahlungen mit niedriger Energie, werden stärker im Gewebe absorbiert und erreichen daher tiefer liegende Schichten nur zu einem geringeren Anteil als kurzwellige. Daher ist es sinnvoll, Röntgenstrahlung aus diesem Bereich abzuschwächen, da sie ohnehin mit größerer Wahrscheinlichkeit nicht das zu bestrahlende Volumen erreicht, sondern frühzeitig absorbiert wird. In 4 wird hierzu eine einfache Platte aus absorbierendem Material eingesetzt.In 4 is purely schematic in the beam path between the X-ray source 2 and the one from a diaphragm device 11 be stationary collimator 3 a filter device 20 arranged which attenuates the low-energy part of the X-ray radiation. Long wavelength photons, that is, low energy X-rays, are more strongly absorbed in the tissue and therefore reach deeper layers only to a lesser extent than short wavelengths. Therefore, it makes sense to emit X-rays from this area weaken, since it is more likely than not to reach the volume to be irradiated anyway, but is absorbed early. In 4 For this purpose, a simple plate of absorbent material is used.

Um den Strahlungsfilter während der Rotation der Röntgenquelle 2 in Drehrichtung D an die von der Röntgenquelle 2 aus gesehen veränderliche Tiefe im Körper des Patienten anzupassen, ist es sinnvoll, einen variablen Filter einzusetzen, d. h. unterschiedlich große Anteile der Röntgenstrahlungen in Abhängigkeit von der Lage des Bestrahlungsobjekts O in Abhängigkeit von der jeweiligen Bestrahlungsrichtung B₁, B₂ zu absorbieren.Around the radiation filter during the rotation of the X-ray source 2 in the direction of rotation D to that of the X-ray source 2 From the perspective of adapting variable depth in the body of the patient, it makes sense to use a variable filter, ie to absorb differently large proportions of the X-radiation in dependence on the position of the object to be irradiated O as a function of the respective irradiation direction B ₁ , B ₂ .

Zwei Varianten für solche variable Filtereinrichtungen sind in den 5 und 6 dargestellt. Bei dem Filter in 5 handelt es sich um ein keilförmiges Filterelement 21 aus absorbierenden Material, welches von der Seite aus in einer Richtung W in den Strahlengang hinein- und herausgefahren werden kann. Dadurch kann die Dicke des Absorbers und damit die Absorption insbesondere bei langen Wellenlängen gesteuert werden. Bei der in 6 dargestellten Variante handelt es sich um ein mit einer absorbierenden Substanz, beispielsweise einem Silikon-Gel, Wasser oder dergleichen, gefüllten Filterkissen 22. Mittels einer bi-direktionalen Pumpe 23 kann die Substanz in das Filterkissen 22 hinein- oder herausgepumpt werden. Hierdurch ändert sich die Dicke des Filterkissens 22 in Strahlendurchgangsrichtung und somit die Absorption. Alternativ kann auch ein einstellbarer Röntgenbandpassfilter verwendet werden.Two variants for such variable filter devices are in the 5 and 6 shown. At the filter in 5 it is a wedge-shaped filter element 21 of absorbent material which can be moved in and out of the beam in a direction W from the side. Thereby, the thickness of the absorber and thus the absorption can be controlled especially at long wavelengths. At the in 6 variant shown is a filled with an absorbent substance, such as a silicone gel, water or the like, filter pad 22 , By means of a bi-directional pump 23 can the substance in the filter pad 22 be pumped in or out. This changes the thickness of the filter pad 22 in beam passing direction and thus the absorption. Alternatively, an adjustable X-ray bandpass filter may be used.

Auch wenn dies in den Figuren nicht explizit dargestellt wird, weisen auch die im Weiteren beschriebenen Kollimator-Varianten jeweils in der Regel eine konstante oder vorzugsweise variable Filtereinrichtung auf.Also if this is not explicitly shown in the figures, show also the collimator variants described below in each case usually one constant or preferably variable filter device.

In 7 ist noch einmal genauer die bevorzugte Einstellung der Blenden 12 der Blendenvorrichtung 11 zur Anpassung des Röntgenstrahls R an die Lage und Querschnittsform des Bestrahlungsobjekts O dargestellt. Die Blenden 12 (in dieser Figur ist nur das CT-Blendenpaar dargestellt) werden so eingestellt, dass eine gedachte Verbindungslinie V_M, welche vom Röntgenstrahlungsquellpunkt Q durch den Mittelpunkt M_B der durch die CT-Blenden 12 offen gelassenen Blendenöffnung A verläuft, in seiner Verlängerung das Bestrahlungsobjekt O in etwa in seinem Mittelpunkt M_O trifft. Die Verbindungslinie V_K vom Röntgenstrahlungsquellpunkt Q und den Kanten der Blenden 12 an der Blendenöffnung A sind so gewählt, dass sich im Randbereich des Bestrahlungsobjekts (z. B. des Tumors) aufgrund von Primärstrahlung und Streustrahlung die mittels der Strahlungsplanung ermittelte geforderte Dosis einstellt. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass das umliegende Gewebe G im Körper des Patienten kaum belastet wird.In 7 is again more accurate the preferred setting of the aperture 12 the aperture device 11 for the adaptation of the X-ray R to the position and cross-sectional shape of the object to be irradiated O. The irises 12 (In this figure, only the CT diaphragm pair is shown) are set so that an imaginary connecting line V _M , which from the X-ray source point Q through the center M _B of the CT through the aperture 12 left open aperture A runs, in its extension, the irradiation object O approximately at its midpoint M _O meets. The connecting line V _K from the X-ray source point Q and the edges of the apertures 12 at the diaphragm aperture A are selected such that the required dose determined by the radiation planning is established in the edge region of the object to be irradiated (eg the tumor) due to primary radiation and stray radiation. In this way it is ensured that the surrounding tissue G is hardly loaded in the body of the patient.

Die 8 und 9 zeigen eine besonders bevorzugte Variante für den Aufbau einer Blendenvorrichtung 11 für eine erfindungsgemäße Kollimatoreinrichtung 3. Beide Blendenvorrichtungen 11' weisen jeweils zwei sich gegenüberliegende Blendenelementgruppen 14 auf, die jeweils auf einer Vielzahl von dicht nebeneinander liegenden einzelnen lamellenförmigen Blendenelementen 15 bestehen. Diese Blendenelemente 15 bestehen aus einem stark absorbierenden Material, wie beispielsweise Blei oder Wolfram, und könnten mittels kleiner Motoren und Getrieben einzeln verfahren und angesteuert werden. Die benachbarten lamellenförmigen Blendenelemente 15 können dabei durch in Verfahrrichtung verlaufende Nut-Feder-Verbindungen o. ä. ineinander greifen (nicht dargestellt). Auf diese Weise sind sie in der Verfahrrichtung gegeneinander verstellbar, hängen aber quer zur Verfahrrichtung stabil aneinander und schließen dicht ab. Bei der Blendenvorrichtung 11 in 8 handelt es sich um relativ breite Blendenelemente 15. Quer zu den lamellenförmigen Blendenelementen 15 werden weiterhin die bereits aus der 4 bekannten CT-Blendenelemente 12 genutzt. 9 zeigt einen Ausschnitt aus einer Variante mit einer größeren Anzahl von relativ schmalen lamellenförmigen Blendenelementen 15. Wie aus den Figuren zu ersehen ist, lässt sich mit einer solchen Blendenvorrichtung 11' eine Blendenöffnung A mit nahezu jeder beliebigen Kontur erzeugen, wobei die Genauigkeit der einstellbaren Kontur K von der Vielzahl und Breite der einzelnen lamellenförmigen Blendenelemente 15 abhängt. Die gesamte Blendenvorrichtung 11' ist in zwei Raumrichtungen quer zum Strahlengang verfahrbar vor der Röntgenquelle 2 angeordnet, so dass der Röntgenstrahl R von der Röntgenquelle 2 aus in einem weiten Bereich beliebig in verschiedene Raumrichtungen verlaufen kann. Wie bei den anderen Konstruktionen ist auch diese Blendenvorrichtung 11' unabhängig von ihrer Einstellung synchron mit der Röntgenquelle 2 verfahrbar.The 8th and 9 show a particularly preferred variant for the construction of a diaphragm device 11 for a collimator device according to the invention 3 , Both aperture devices 11 ' each have two opposing aperture element groups 14 in each case on a plurality of closely spaced individual lamellar diaphragm elements 15 consist. These aperture elements 15 consist of a highly absorbent material, such as lead or tungsten, and could be individually driven and controlled by means of small motors and gears. The adjacent lamellar aperture elements 15 can intermesh by traversing in the direction of travel tongue and groove connections o. Ä. (not shown). In this way, they are adjustable in the direction of travel against each other, but hang transversely to the direction of travel stable to each other and close tight. At the aperture device 11 in 8th are relatively wide aperture elements 15 , Transverse to the lamellar aperture elements 15 will continue the already from the 4 known CT aperture elements 12 used. 9 shows a section of a variant with a larger number of relatively narrow lamellar aperture elements 15 , As can be seen from the figures, can be with such a diaphragm device 11 ' produce an aperture A with almost any contour, wherein the accuracy of the adjustable contour K of the plurality and width of the individual lamellar diaphragm elements 15 depends. The entire aperture device 11 ' is movable in two spatial directions transversely to the beam path in front of the X-ray source 2 arranged so that the X-ray R from the X-ray source 2 can extend in a wide range arbitrarily in different directions in space. As with the other constructions is also this aperture device 11 ' regardless of their setting in sync with the X-ray source 2 traversable.

10 zeigt eine weitere Variante für eine Blendenvorrichtung 16 der Kollimatoreinrichtung 3. Die Blendenvorrichtung 16 besteht aus einem Blech mit mehreren Lochblenden 17 mit unterschiedlich geformten und unterschiedlich großen Blendenöffnungen. Je nach Abmessung, Form und Lage des Bestrahlungsobjekts O wird das gesamte Lochblech in die passende Position relativ zur Röntgenquelle 2 verfahren. Die hier ebenfalls vorhandenen CT-Blenden 12 dienen zusätzlich zur Ausblendung der nicht genutzten Lochblenden 17 sowie zur Bildgebung, wenn das Lochblech ganz vor der Röntgenquelle 2 wegverfahren wird. 10 shows a further variant of a diaphragm device 16 the collimator device 3 , The aperture device 16 consists of a sheet metal with several pinhole diaphragms 17 with differently shaped and different sized apertures. Depending on the size, shape and position of the object to be irradiated O, the entire perforated plate is in the appropriate position relative to the X-ray source 2 method. The here also existing CT screens 12 additionally serve to hide the unused pinhole 17 as well as for imaging, when the perforated plate in front of the X-ray source 2 will be gone.

11 zeigt eine Variante der Kollimatoreinrichtung 3, welche mit einem unterhalb der CT-Blenden 12 angeordneten, fokussierenden Element 18 arbeitet. Dieses Element 18 sorgt dafür, dass die von der Röntgenquelle 2 kommende Röntgen strahlung R fokussiert wird. Ein solches fokussierendes Element 18 erlaubt folglich die Verwendung eines größeren Raumwinkelbereichs der von der Röntgenquelle 2 ausgesandten Röntgenstrahlung R und führt durch die Fokussierung zu einer zusätzlichen Dosiskontrast-Verbesserung. Hierbei kann prinzipiell ausgenutzt werden, dass die fokussierenden Elemente meistens eine energieabhängige Effektivität haben, um die nicht benötigten Teile des Röntgenspektrums zu eliminieren. Beispielsweise eignet sich hierzu die Verwendung eines hochorientierten pyrolytischen Graphitmosaikkristalls. Ein solches fokussierendes Element kann prinzipiell in Kombination mit allen vorbeschriebenen Blendenvorrichtungen 11, 11' eingesetzt werden. Dabei kann das fokussierende Element beliebig im Strahlengang vor oder nach den Blenden angeordnet sein. 11 shows a variant of the collimator direction 3 , which with one below the CT-aperture 12 arranged, focusing element 18 is working. This element 18 makes sure that from the X-ray source 2 upcoming X-ray radiation R is focused. Such a focusing element 18 thus allows the use of a larger solid angle range of the X-ray source 2 emitted X-rays R and leads by focusing to an additional dose contrast enhancement. This can in principle be exploited that the focusing elements usually have an energy-dependent effectiveness in order to eliminate the unnecessary parts of the X-ray spectrum. For example, the use of a highly oriented pyrolytic graphite mosaic crystal is suitable for this purpose. Such a focusing element can in principle be used in combination with all the above-described aperture devices 11 . 11 ' be used. In this case, the focusing element may be arranged as desired in the beam path before or after the diaphragms.

12 zeigt grob schematisch, wie mit Hilfe eines in den Strahlengang eingebrachten Absorberelements 19 dafür gesorgt werden kann, dass ein ringförmiges Volumen bestrahlt werden kann. Ein solches Absorberelement 19 kann beispielsweise aus einem hoch absorbierenden Material bestehen, welches auf ein nur schwach absorbierendes, dünnes Trägermaterial aufgebracht ist. Auf diese Weise ist eine beliebige Positionierung des Absorberelements 19 innerhalb bzw. vor oder nach einer Blendenöffnung A der Kollimatoreinrichtung 3 möglich. 12 shows roughly schematically, as with the help of an introduced into the beam path absorber element 19 it can be ensured that an annular volume can be irradiated. Such an absorber element 19 may for example consist of a highly absorbent material, which is applied to a weakly absorbent, thin support material. In this way is any positioning of the absorber element 19 within or before or after an aperture A of the collimator device 3 possible.

13 zeigt eine Möglichkeit, wie durch mehrere aufeinanderfolgende Bestrahlungssitzungen auch ein sehr großflächiges Bestrahlungsobjekt außerhalb des Isozentrums I bestrahlt werden kann, wobei ein Volumen mit mehreren lokalen Maxima bestrahlt wird. Hierzu muss nur die Röntgenquelle mit dem zugehörigen Kollimator das Objekt mehrfach umkreisen und dabei auf unterschiedliche Teilobjekte O₁, O₂, O₃, O₄ zielen. Insbesondere ist es dabei auch möglich, mit Hilfe eines Absorberelements 19 (wie in 12 dargestellt), welches z. B. lediglich bei einer der Bestrahlungssitzungen eingesetzt wird, ein bestimmtes Volumen auszusparen. 13 shows a possibility, as can be irradiated by a plurality of successive irradiation sessions, a very large-area irradiation object outside the isocenter I, wherein a volume is irradiated with a plurality of local maxima. For this purpose, only the X-ray source with the associated collimator must orbit the object several times, aiming at different sub-objects O ₁ , O ₂ , O ₃ , O ₄ . In particular, it is also possible with the aid of an absorber element 19 (as in 12 shown), which z. B. is used only in one of the irradiation sessions, to save a certain volume.

14 zeigt ein Flussdiagramm für einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer Röntgenbestrahlungseinrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist. 14 shows a flow chart for a possible sequence of the method according to the invention using an X-ray irradiation device, as shown in 1 is shown.

Zunächst wird mit Hilfe des Bilddetektors 25 ein Detektorsignal empfangen, wobei die Röntgenquelle 2 in einen Bildgebungsmodus geschaltet ist, d. h. einen für eine Bildgebung geeigneten Röntgenstrahl aussendet. Dabei befindet sich auch die Kollimatoreinrichtung im Bildgebungsmodus und formt den Strahl in einer für die Bildgebung geeigneten Weise. Aus dem Detektorsignal werden dann die Bilddaten rekonstruiert. Danach erfolgt eine automatische Bildauswertung zur Lokalisierung des Bestrahlungsobjekts. Auf Basis der geometrischen Daten des Bestrahlungsobjekts O wird dann innerhalb der Strahlberechnungseinheit 6 die Kollimatoreinstellung für eine bestimmte Position der Röntgenquelle 2 relativ zum Bestrahlungsobjekt O bestimmt. Anschließend erfolgt die entsprechende Ansteuerung des Kollimators und gegebenenfalls auch eine Verstellung des Liegenbretts 5 innerhalb des Gantry-Rings. Anschließend wird noch einmal abgefragt, ob die Sollposition überhaupt erreichbar ist, d. h. ob es möglich ist, den Kollimator und/oder das Liegenbrett 5 so zu positionieren, dass mit dem Röntgenstrahl bei dieser Position der Röntgenquelle 2 das Bestrahlungsobjekt O erreicht wird. Ist dies der Fall, so erfolgt anschließend die vorgesehene Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts O, andernfalls wird die Bestrahlung abgebrochen und ein entsprechendes Signal an den Bediener ausgegeben. Dabei wird bevorzugt auch angegeben, warum die Position nicht erreichbar ist, so dass z. B. gegebenenfalls eine Umpositionierung des Patienten P auf dem Liegenbrett 5 erfolgen kann.First, with the help of the image detector 25 receiving a detector signal, the x-ray source 2 is switched to an imaging mode, ie emits a suitable for imaging X-ray. The collimator device is also in the imaging mode and forms the beam in a manner suitable for imaging. The image data is then reconstructed from the detector signal. Thereafter, an automatic image analysis for localization of the irradiation object. On the basis of the geometric data of the object to be irradiated O is then within the beam calculation unit 6 the collimator setting for a particular position of the x-ray source 2 determined relative to the irradiation object O. Subsequently, the corresponding control of the collimator and possibly also an adjustment of the couch board 5 within the gantry ring. Subsequently, it is again queried whether the target position is even achievable, that is, whether it is possible, the collimator and / or the couch board 5 position so that with the x-ray at this position the x-ray source 2 the object of irradiation O is reached. If this is the case, then the intended irradiation of the irradiation object O takes place, otherwise the irradiation is interrupted and a corresponding signal is output to the operator. It is also preferred to specify why the position is unreachable, so that z. B. possibly a repositioning of the patient P on the couch board 5 can be done.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung hat gegenüber dem klassischen Bestrahlungsverfahren eine Vielzahl von Vorteilen. Im Gegensatz zu einer Bestrahlung mit Photonen im MeV-Bereich besteht der Vorteil, dass bei einer solchen Anlage kein besonderer baulicher Strahlenschutz benötigt wird, sondern dass ein gewöhnli cher Strahlenschutz für Röntgenanlagen ausreichend ist. Eine erhöhte Dosis im Bestrahlungsobjekt wird automatisch dadurch erreicht, dass die Strahlung aus verschiedenen Richtungen immer auf das Bestrahlungsobjekt trifft. Während bei einer typischen fraktionierten Bestrahlung mit MeV-Photonen typischerweise ein Kontrast (d. h. Dosis im Bestrahlungsobjekt in Bezug zur Hautdosis) von etwa 6:1 erreicht wird, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Aufwand ein Kontrast von oberhalb 20:1 erreicht werden. Der Nachteil, dass Röntgenstrahlen stärker absorbiert werden als Photonen im MeV-Bereich und daher nur ein geringerer Teil ein tiefer liegendes Bestrahlungsobjekte erreicht, kann so mehr als kompensiert werden.The inventive method or the irradiation device according to the invention has opposite The classical irradiation process has a multitude of advantages. In contrast to an irradiation with photons in the MeV range, the Advantage that in such a system no special structural Radiation protection needed but that is a common Radiation protection for X-ray systems is sufficient. An increased Dose in the irradiation object is automatically achieved by the radiation from different directions always on the object of irradiation meets. While in a typical fractional irradiation with MeV photons typically a contrast (i.e., dose in the irradiation object in FIG Relation to the skin dose) of about 6: 1 can be achieved with the method according to the invention a contrast of above 20: 1 can be achieved without effort. Of the Disadvantage that x-rays stronger are absorbed as photons in the MeV range and therefore only a minor part Achieving a lower-lying radiation objects, so more as compensated.

Insbesondere ist es möglich, das Verfahren mit radioaktivierbaren oder absorptionsverstärkten Medikamenten zu kombinieren. Bei radioaktivierbaren Apparaten entstehen aus dem (nicht-toxischen) Medikament durch Bestrahlung eine oder mehrere zell-toxische Substanzen, welche Tumorgewebe schädigen sollen. Bei absorpitionsverstärkenden Medikamenten handelt es sich um sogenannte Tracer, welche durch den Stoffwechsel zunächst im Tumor angehäuft werden und durch ihre Zusammensetzung – da es sich um Verbindungen bzw. Moleküle mit schweren Elementen mit einer Ordnungszahl > 50 handelt – Röntgenstrahlen im größeren Maß absorbieren als Gewebe.In particular, it is possible to combine the method with radioactivatable or absorption enhanced drugs. In radioactivatable apparatus, one or more cell-toxic substances, which are said to damage tumor tissue, develop from the (non-toxic) medicament by irradiation. In absorption-enhancing drugs are so-called tracers, which are accumulated by the metabolism first in the tumor and their composition - since it is compounds or molecules with heavier elements with an atomic number> 50 - absorb x-rays to a greater extent than tissue.

Die Realisierung einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ist wesentlich billiger als die beispielsweise ebenfalls bisher zur Tumorbestrahlung verwendeten Linearbeschleuniger.The Realization of an irradiation device according to the invention is much cheaper than the example also so far used for tumor irradiation linear accelerator.

Das Verfahren hat weiterhin den Vorteil, dass die Behandlungsdauer für den Patienten relativ kurz ist. Ohne Öl-Wasser-Wärmetauscher ist beispielsweise bei einer Verwendung einer RET-Röntgenröhre eine mittlere Dosisleistung von 7,5 Gy/10 min, mit Öl-Wasser-Wärmetauschern sogar von 60 Gy/10 min möglich. Eine typische Behandlung benötigt dann nur wenige Minu ten. Dementsprechend ist auch ein hoher Patientendurchsatz an der Bestrahlungseinrichtung erreichbar.The A method further has the advantage that the duration of treatment for the patient is relatively short. Without oil-water heat exchanger, for example when using a RET X-ray tube average dose rate of 7.5 Gy / 10 min, with oil-water heat exchangers even 60 Gy / 10 min possible. A typical treatment needed then only a few minutes. Accordingly, there is also a high patient throughput reachable at the irradiation device.

Weitere Vorteile bestehen darin, dass unmittelbar vor der Behandlung mit Hilfe der Computertomographie-Bildgebung im gleichen Gerät die Lage des Bestrahlungsobjekts exakt festgestellt werden kann. Dabei können die dreidimensionalen morphologischen Daten der Computertomographie-Bildgebung direkt als Basis für die Bestrahlungsplanung verwendet werden. Die Computertomographiebilder geben die dreidimensionale Verteilung der Absorptionseigenschaften des Gewebes an und sind daher ein exaktes Maß für die Verteilung der in einer nachfolgenden Bestrahlung applizierten Dosis. Zusätzlich kann das Zielvolumen auch während einer Behandlung kontrolliert werden. Insbesondere kann die dreidimensionale Lage des Bestrahlungsobjekts in Echtzeit sichergestellt werden, was dann besonders einfach möglich ist, wenn mit unterschiedlichen Röntgenquellen für die höherenergetische Bestrahlung und für die Bildgebung gearbeitet wird. Bei der Anpassung der Kollimatoreinrichtung an die von der aktuellen Position der Röntgenquelle aus betrachtete Lage und Querschnittsform des Bestrahlungsobjekts können insbesondere die Bewegung eines Bestrahlungsobjekts, beispielsweise aufgrund der Atmung eines Patienten, berücksichtigt und Fehlbestrahlungen von gesundem Gewebe vermieden werden. Dies führt auch dazu, dass die sehr unangenehme Fixierung eines Patienten während der Bestrahlung durch Masken, Bänder, Netze oder dergleichen gelockert oder sogar ganz vermieden werden kann.Further Benefits are that just before treatment with Help of computed tomography imaging in the same device the location of the Irradiation object can be determined exactly. The can three-dimensional morphological data of computed tomography imaging directly as a basis for the treatment planning will be used. The computed tomography images give the three - dimensional distribution of the absorption properties of the Tissue and are therefore an exact measure of the distribution in one following dose applied. In addition, can the target volume even while a treatment. In particular, the three-dimensional Position of the object to be irradiated in real time, which is especially easy is when using different x-ray sources for the higher energy Irradiation and for the imaging is being worked on. When adjusting the collimator device to the position viewed from the current position of the X-ray source and cross-sectional shape of the irradiation object, in particular, the movement an irradiation object, for example, due to the respiration of a Patients, considered and false irradiation of healthy tissue can be avoided. This also leads to the very unpleasant fixation of a patient during the Irradiation by masks, bands, Nets or the like relaxed or even avoided altogether can.

Weiterhin kann auch die dreidimensionale Verteilung der applizierten Dosis protokolliert werden, so dass Qualitätssicherungsmaßnahmen möglich sind. So kann einerseits die Dosis im bestrahlten Gewebe des Bestrahlungsobjekts protokolliert werden. Ebenso können für alle anderen, umliegenden Gewebe Maximalwerte überprüft werden, die unter keinen Umständen überschritten werden. Die tatsächliche Dosisverteilung kann am Ende der Behandlung dreidimensional dargestellt werden, wobei diese Darstellung auf echten Messwerten und nicht wie in allen bisher bekannten Verfahren auf zur Bestrahlungsplanung durchgeführten Simulationen beruht.Farther can also be the three-dimensional distribution of the applied dose be logged, so that quality assurance measures possible are. Thus, on the one hand, the dose in the irradiated tissue of the irradiation object be logged. Likewise for all other, surrounding tissue maximum values are checked, which under no Circumstances exceeded become. The actual Dose distribution can be displayed in three dimensions at the end of treatment be, with this representation on real readings and not how in all previously known methods for treatment planning conducted Based simulations.

Claims

X-ray irradiation device ( 1 ) for irradiating an irradiation object (O) with an X-ray source circulating around the irradiation object (O) during operation ( 2 ) and with a collimator device ( 3 ) in order to irradiate the irradiation object (O) from different irradiation directions (B ₁ , B ₂ ) with a collimated X-ray beam (R), characterized in that the collimator device ( 3 ) is designed such that the shape and / or width of the collimated X-ray (R) and / or the direction of the X-ray (R) from the X-ray source ( 2 ) during a movement of the X-ray source ( 2 ) is adjustable in a defined manner around the irradiation object (O), and that the X-ray irradiation device ( 1 ) a collimator control device ( 10 ), which in operation, the Kollimatoreinrichtung ( 3 ) such that the direction of the x-ray beam (R) from the x-ray source ( 2 ) during a rotation of the X-ray source ( 2 ) around the irradiation object (O) in each case to one of a current position of the X-ray source ( 2 ) is adjusted from the considered position of the object to be irradiated (O), wherein, irrespective of the setting of individual apertures ( 12 . 13 ) of the collimator device ( 3 ) relative to each other and to the X-ray source ( 2 ) the entire collimator device ( 3 ) synchronously with the X-ray source ( 2 ).

Method for generating collimated X-rays (R) for X-ray irradiation of an irradiation object (O), wherein the irradiation object (O) is moved by means of an X-ray source circulating around the irradiation object (O) ( 2 ) in each case from different irradiation directions (B ₁ , B ₂ ) with one by means of a collimator device ( 3 ) collimated X-ray beam (R) is irradiated, characterized in that the direction of the X-ray beam (R) from the X-ray source ( 2 ) during one revolution of the X-ray source ( 2 ) seeks to the irradiation object (O) in each case to one of a current position of the X-ray source ( 2 ) is adjusted from the considered position of the object to be irradiated (O), wherein, irrespective of the setting of individual apertures ( 12 . 13 ) of the collimator device ( 3 ) relative to each other and to the X-ray source ( 2 ) the entire collimator device ( 3 ) synchronously with the X-ray source ( 2 ).

X-ray irradiation device according to claim 1, characterized in that the collima gate controller ( 10 ) in operation the collimator device ( 3 ) such that the shape and / or width of the collimated X-ray beam (R) during one revolution of the X-ray source ( 2 ) around the irradiation object (O) in each case to one of a current position of the X-ray source ( 2 ) is adapted from considered cross-sectional shape of the object to be irradiated (O).

X-ray irradiation device according to claim 1 or 2, characterized in that the collimator device ( 3 ) a synchronously movable with the X-ray source aperture device ( 11 . 11 ' ) with a size and / or shape and / or position relative to the X-ray source ( 2 ) variable aperture (A).

X-ray irradiation device according to claim 3, characterized in that the diaphragm device ( 11 . 11 ' ) several with respect to their position relative to each other and / or to the X-ray source ( 2 ) individually controllable diaphragm elements ( 12 . 13 . 15 ) having.

X-ray irradiation device according to claim 4, characterized in that the diaphragm device ( 11 ' ) a plurality of lamellar aperture elements ( 15 ) having.

X-ray irradiation device according to claim 5, characterized by two diaphragm element groups (B) which lie opposite each other transversely to a beam path of the X-ray beam (R) ( 14 ) each having a plurality of side-by-side, lamellar diaphragm elements ( 15 ), wherein the distance between the diaphragm elements ( 15 ) of an aperture element group ( 14 ) to the opposite aperture elements ( 15 ) of the other aperture element group ( 14 ) is adjustable.

X-ray irradiation device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the collimator device ( 3 ) with respect to the X-ray source ( 2 ) adjustable diaphragm device ( 16 ) with several pinhole diaphragms ( 17 ) having differently shaped apertures.

X-ray irradiation device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the collimator device ( 3 ) a focusing element ( 18 ) having.

X-ray irradiation device according to one of claims 1 to 8, characterized by an absorber element which can be positioned in the beam path (US Pat. 19 ).

X-ray irradiation device according to one of claims 1 to 9, characterized by a radiation filter device arranged in the beam path in front of the irradiation object (O) ( 20 . 21 . 22 ).

X-ray irradiation device according to claim 10, characterized by an adjustable radiation filter device ( 21 . 22 ) in order to change the radiation spectrum of the X-ray beam (R) during a movement around the irradiation object (O) as a function of the irradiation direction (B ₁ , B ₂ ).

X-ray irradiation device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the X-ray source ( 2 ) and the collimator device ( 3 ) in a gantry housing ( 4 ) of a computer tomograph are arranged.

X-ray irradiation device according to one of claims 1 to 12, characterized by a beam calculation unit ( 6 ), which for a specific irradiation direction (B ₁ , B ₂ ) on the basis of geometric data of the object to be irradiated (O) automatically the required for irradiation of the irradiation object (O) at the current position of the X-ray source (R) shape and / or width and / / or the appropriate direction of the X-ray beam (R) from the X-ray source ( 2 ) and / or determines the required X-ray spectrum of the X-ray beam (R).

X-ray irradiation device according to one of Claims 1 to 13, characterized by an image evaluation device ( 26 ), which automatically analyzes images (B) of the object to be irradiated (O) for localization and / or measurement of the object to be irradiated (O).

X-ray irradiation device according to one of Claims 1 to 14, characterized by an image recording device ( 2 . 25 . 27 ) with an X-ray source ( 2 ) and with a detector ( 25 ) for generating images for localization and measurement of the object to be irradiated (O).

A method according to claim 16, characterized in that the shape and / or width of the collimated X-ray beam (R) of the X-ray beam (R) from the X-ray source ( 2 ) during one revolution of the X-ray source ( 2 ) around the irradiation object (O) in each case to one of a current position of the X-ray source ( 2 ) is adapted from considered cross-sectional shape of the object to be irradiated (O).

A method according to claim 16 or 17, characterized in that an aperture (A) of a diaphragm device ( 11 . 11 ' . 16 ) is adjusted so that a connecting line (V _M ) between a source point (Q) of the X-ray source ( 2 ) and the midpoint (M _B ) of the aperture (A) in an extension in the beam direction to the center (M _O ) of the object to be irradiated (O).

Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that an aperture (A) of a diaphragm device ( 11 . 11 ' . 16 ) is adjusted so that in an edge region of the object to be irradiated (O) by one of the X-ray source ( 2 ) on the relevant area incident primary radiation and by a radiation incident on this area given radiation dose corresponds to a predetermined target dose.

Method according to one of Claims 16 to 19, characterized in that the radiation spectrum of the x-ray beam (R) is changed to the irradiation object (0) as a function of the direction of irradiation (B ₁ , B ₂ ).

Method according to one of claims 16 to 20, characterized in that for a certain irradiation direction (B ₁ , B ₂ ) on the basis of geometric data of the object to be irradiated (O) automatically required for irradiation of the irradiation object (O) at this position of the X-ray source shape and / or width and / or the appropriate direction of the x-ray beam (R) from the x-ray source ( 2 ) and / or the required X-ray spectrum of the X-ray beam (R) can be determined.

Method according to claim 21, characterized that the geometric data of the object to be irradiated (O) by means of an analysis of images (B) of the object to be irradiated (O) become.

A method according to claim 22, characterized in that the images (B) of the irradiation object (O) by means of an image recording device ( 2 . 25 . 27 ) of the X-ray irradiation device ( 1 ) be generated.