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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stativ zur Halterung eines Strahlungsdetektors für eine Strahlentherapieeinrichtung sowie auf eine Strahlentherapieeinrichtung mit einem Stativ zur Halterung eines Strahlungsdetektors.
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Strahlentherapieeinrichtungen werden in der Medizin eingesetzt, um erkranktes Gewebe zum Beispiel Tumorgewebe, mit ionisierender Strahlung zu behandeln. Bei dieser Strahlentherapie wird Strahlung zum Beispiel in Form von hochenergetischer Röntgenstrahlung, in Form von Strahlung aus leichten Partikeln wie Elektronen oder Positronen oder in Form Strahlung aus schweren Partikeln wie Protonen oder Ionen verwendet. Bei der Strahlentherapie ist es von entscheidender Wichtigkeit, dass lediglich gezielt das erkrankte Gewebe bestrahlt wird, während das umliegende, gesunde Gewebe weitestgehend unbestrahlt bleibt.
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Um eine Bestrahlung lediglich des erkrankten Gewebes zu ermöglichen, ist der jeweilige Behandlungsbereich möglichst exakt relativ zu der Strahlentherapieeinrichtung zu positionieren und die Strahlung möglichst exakt auf den Bestrahlungsbereich auszurichten bzw. einzugrenzen. Es ist bekannt, zur Positionierung des Behandlungsbereiches und zur Ausrichtung bzw. Eingrenzung der therapeutischen Strahlung einen Strahlungsdetektor zu verwenden, der mithilfe der therapeutischen Strahlung eine Abbildung des Bestrahlungsbereichs bzw. auch seiner Umgebung erzeugt. Dies hat den Nachteil, dass die therapeutische Strahlung aufgrund ihrer hohen Quantenenergie von dem Behandlungsbereich bzw. des diesen Behandlungsbereich umgebenden Gewebes im Vergleich zu einer diagnostischen Strahlung mit geringerer Quantenenergie stark gestreut wird, sodass diese Art der Bildgebung einen vergleichsweise geringen Kontrast aufweist. Die diagnostische Röntgenstrahlung hat typischerweise eine Quantenenergie von maximal 150 Kiloelektronenvolt (KeV), wohingegen therapeutische Röntgenstrahlung typischerweise eine Quantenenergie im Bereich von Megaelektronenvolt (MeV) aufweist.
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Aus der
US 6 888 919 B2 ist es bekannt, für die exakte Positionierung des Tumors ein zusätzliches, diagnostisches Röntgenbildgebungssystem besteht aus einer Röntgenquelle zur Erzeugung von niederenergetischer, diagnostischer Röntgenstrahlung und einem Strahlungsdetektor, zur diagnostischen Bildgebung basierend auf einer Detektion der diagnostischen Röntgenstrahlung zu verwenden. Aus der
US 6 888 919 B2 ist darüber hinaus auch eine Strahlentherapieeinrichtung bekannt, bei dem die therapeutische Strahlungsquelle an einer um eine horizontale Achse drehbaren Gantry angeordnet ist, um die therapeutische Strahlung flexibel relativ zu dem Patienten ausrichten zu können.
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Um das erkrankte Gewebe des zu behandelnden Patienten möglichst frei positionieren zu können, ist es erforderlich, die Gantry mit den an dieser Gantry angeordneten Komponenten möglichst kompakt zu gestalten und einen möglichst großen Abstand von dem Strahlungskopf, der neben der therapeutischen Strahlungsquelle zumindest einen Kollimator zur Strahlformung aufweisen kann, zum Isozentrum der Strahlentherapieeinrichtung zu erreichen. Insbesondere bei Strahlentherapieeinrichtungen mit einem zusätzlichen, diagnostischen Röntgenbildgebungssystem stellt der Platzmangel ein wesentliches Problem bei der konstruktiven Gestaltung der Strahlentherapieeinrichtung dar.
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Aus der vorgenannten
US 6 888 919 B2 ist eine Strahlentherapieeinrichtung bekannt, das neben einer um eine Achse drehbaren ersten Gantry mit einer therapeutischen Strahlungsquelle eine um dieselbe Achse drehbare zweite Gantry mit einer diagnostischen Strahlungsquelle einerseits und einem Strahlungsdetektor zur Bildgebung andererseits aufweist. Der Strahlungsdetektor ist insbesondere in Form einer Multienergiebildgebungseinheit ausgebildet, die sowohl basierend auf der therapeutischen Strahlung als auch basierend auf der diagnostischen Strahlung eine Abbildung erzeugen kann. Der diagnostische Röntgenstrahler kann insbesondere ein- bzw. ausgefahren werden. Zur Erzeugung einer Abbildung basierend auf der diagnostischen Röntgenstrahlung wird die erste Gantry mit der therapeutischen Strahlungsquelle gegenüber der zweiten Gantry mit der diagnostischen Strahlungsquelle zur Seite geschwenkt, sodass die diagnostische Strahlungsquelle ausgefahren werden kann. Zur Behandlung des erkrankten Gewebes mit der therapeutischen Strahlung wird die diagnostische Röntgenstrahlungsquelle eingefahren und die therapeutische Röntgenstrahlungsquelle mit der Gantry an die vorherige Position der ausgefahrenen, diagnostischen Röntgenstrahlungsquelle geschwenkt. Auf diese Weise wird mit der ausgefahrenen, diagnostischen Röntgenstrahlungsquelle zunächst eine diagnostische Abbildung des erkrankten Gewebes aus einem Blickwinkel erzeugt, die der Strahlungsrichtung der anschließenden Strahlungsbehandlung mit der therapeutischen Strahlungsquelle entspricht. Der Nachteil dieser Strahlentherapieeinrichtung besteht darin, dass es konstruktiv aufwändig gestaltet ist und dass aufgrund der zusätzlichen zweiten Gantry der Freiraum zur Platzierung und Ausrichtung des zu behandelnden Patienten eingeschränkt ist.
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Aus der
EP 05 473 77 A2 ist ein Stativ für eine Röntgenröhre und einen Röntgenapparat mit einer raumfest vertikal montierbaren Säule und mit einer an der Säule gelagerten, in deren Längsrichtung verschiebbaren und in deren Längsebene um eine Drehachse drehbaren Befestigungsvorrichtung bekannt.
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Aus der
US 5 142 559 A ist ein Stativ für einen Detektor bekannt, wobei der Detektor um Achsen um ein Isozentrum rotiert werden kann, wobei in allen Rotationseinstellungen eine passende Ausrichtung des Detektors in Bezug auf das Isozentrum gewahrt werden kann.
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Aus der
DE 692 00 029 T2 ist eine Grundsäule zur Halterung von zwei Strahlungsdetektoren bekannt, wobei die beiden Detektoren einander gegenüberliegend gehalten werden und um eine Rotationsachse schwenkbar sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Strahlentherapieeinrichtung einen Strahlungsdetektor in Platz sparender Weise zu integrieren.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch ein Stativ gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch eine Strahlentherapieeinrichtung gemäß Patentanspruch 15; vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Unteransprüche.
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Durch die lediglich dreiteilige Ausführung des erfindungsgemäßen Stativs zur Halterung eines Strahlungsdetektors mit einer Verfahrbarkeit in einer Hubrichtung als erster mechanischer Freiheitsgrad und einer Schwenkbarkeit um eine Schwenkachse im Wesentlichen parallel zu der Hubrichtung als zweiter mechanischer Freiheitsgrad ist der Strahlungsdetektor in Platz sparender Weise positionierbar. Der konstruktive Aufbau aus lediglich drei Teilen und mit lediglich zwei mechanischen Freiheitsgraden erlaubt einerseits eine besonders kompakte Bauweise des Stativs und andererseits dennoch eine flexible Positionierbarkeit des Strahlungsdetektors. Darüber hinaus gewährleistet dieser Aufbau des Stativs in aufwandsarmer Weise eine hohe mechanische Stabilität und eine besonders exakte Positionierbarkeit aufgrund eines geringen mechanischen Spiels in den Freiheitsgraden.
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Durch eine Ausbildung des Trägerteils und/oder des Zwischenteils mit zumindest einer Hubschiene zur Führung des relativ zu dem Trägerteil verfahrbaren Zwischenteils werden eine besonders hohe Stabilität des Stativs und eine besonders exakte und von mechanischem Spiel freie Bewegungsführung bei dem Verfahren des Zwischenteils in der Hubrichtung erreicht.
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Eine Ausbildung des Trägerteils und/oder des Zwischenteils mit einer fremdkraftbetriebenen Hubantriebsstange zum Verfahren des Zwischenteils ermöglicht einen einfachen Antrieb für diese Verfahrbewegung entlang der Hubrichtung. Insbesondere ist zum fremdkraftbetriebenen Verfahren des Zwischenteils relativ zu dem Trägerteil ein Motor an dem Trägerteil und/oder dem Zwischenteil angeordnet.
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In einer direkten Umkehr des mechanischen Prinzips kann die Antriebsstange und/oder die Hubschiene sowohl an dem Trägerteil als auch an dem Zwischenteil angeordnet sein.
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Durch eine Ausbildung des Zwischenteils und/oder des Armteils, derart dass das Armteil fremdkraftgetrieben relativ zu dem Zwischenteile schwenkbar ist, ist eine einfache Steuerung der Schwenkbewegung möglich. Insbesondere ist zum fremdkraftgetriebenen Schwenken ein Motor entweder an dem Zwischenteil oder am dem Armteil angeordnet.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Armteils mit der Haltevorrichtung zur Halterung des Strahlungsdetektors, derart dass relativ zu dem Anteil die Haltevorrichtung in einer Verschieberichtung im Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung des Zwischenteils des Stativs verschiebbar angeordnet ist, ist es möglich, einen jeweiligen Blickwinkel bei einer Erzeugung einer Abbildung mit dem Strahlungsdetektor flexibel zu variieren; diese Ausgestaltung ist insbesondere zur Erzeugung einer dreidimensionalen Abbildung des zu behandelnden Gewebes basierend auf der Erzeugung von mehreren Abbildungen aus verschiedenen Blickwinkeln vorteilhaft.
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Durch eine Ausbildung des Armteils mit zumindest einer Halterungsschiene zur Führung der Halterungsvorrichtung wird eine besonders stabile Halterung des Strahlungsdetektors mit geringem mechanischen Spiel bei dessen Verschieben entlang der Verschieberichtung gewährleistet. Derselbe Vorteil wird ebenfalls erzielt durch eine direkte Umkehr des mechanischen Prinzips in Form einer Ausbildung der Halterungsvorrichtung zum formschlüssigen Anordnung an zumindest einer Halterungsschiene der Strahlungsdetektors.
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Eine Ausbildung des Armteils mit einem fremdkraftgetriebenen Antriebsriemen oder einer fremdkraftgetriebenen Antriebskette zum Verschieben der Halterungsvorrichtung gewährleistet einen einfachen Antrieb beim Verschieben der Halterungsvorrichtung für den Strahlungsdetektor entlang der Verschieberichtung. Der Antriebsriemen bzw. die Antriebskette ist insbesondere durch einen an dem Halteteil anordbaren Motor antreibbar.
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Eine Ausbildung des Armteils mit einer fremdkraftbetriebenen Verschiebeantriebsstange zum Verschieben der Haltungsvorrichtung und/oder zum Verschieben des Strahlungsdetektors ermöglicht einen einfachen Antrieb für diese Verschiebebewegung entlang der Verschieberichtung. Insbesondere ist zum fremdkraftbetriebenen Verschieben der Halterungsvorrichtung bzw. des Strahlungsdetektors relativ zu dem Armteil ein Motor an dem Armteil angeordnet. Es ist denkbar, dass die Verschiebeantriebsstange ein Zahnrad aufweist, das formschlüssig in eine gezahnte Schiene an der Haltevorrichtung bzw. an dem Strahlungsdetektor eingreift.
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Durch eine Ausbildung des Trägerteils zur Anordnung an eine Gantry einer Strahlentherapieeinrichtung mit einer ersten Strahlungsquelle zur Erzeugung einer in einer ersten Strahlungsrichtung ausstrahlbaren ersten Strahlung ist es möglich, das Stativ in einer Strahlentherapieeinrichtung zu verwenden. Es ist zum Beispiel auch möglich, eine vorhandene Strahlentherapieeinrichtung mit einem solchen Stativ zur Halterung des Strahlungsdetektors nachzurüsten. Die vorgenannte Hubrichtung ist insbesondere im Wesentlichen parallel zur ersten Strahlungsrichtung. Die erste Strahlungsquelle kann zum Beispiel eine therapeutische Strahlungsquelle zum Erzeugen von Röntgenstrahlung im MeV-Energiebereich, von Elektronenstrahlung oder Protonenstrahlung sein.
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Eine Ausbildung des Stativs, derart dass der an der Haltevorrichtung haltbare Strahlungsdetektor in zumindest eine Untersuchungsposition innerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle schwenkbar und/oder verfahrbar ist, ermöglicht die Erzeugung einer diagnostischen Aufnahme des innerhalb eines Zielvolumens der Strahlentherapieeinrichtung befindlichen Körpergewebes aus einem Blickwinkel, der im Wesentlichen der Perspektive der ersten Strahlungsquelle entspricht. Dies erlaubt eine besonders exakte Positionierung des zu behandelnden, erkrankten Körpergewebes in dem Zielvolumen.
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Es ist möglich, dass sich der Strahlungsdetektor in seiner Untersuchungsposition quasi in der ersten Strahlungsrichtung vor der ersten Strahlungsquelle und gemeinsam mit dieser auf derselben Seite relativ zu dem Zielvolumen befindet. In diesem Fall ist es zweckmäßig, auf der gegenüberliegenden Seite relativ zu dem Zielvolumen eine zweite Strahlungsquelle angeordnet, die eine zweite Strahlung in Richtung auf den Strahlungsdetektor durch das Zielvolumen hindurch ausstrahlt. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die erste Strahlungsquelle hochenergetische therapeutische Strahlung erzeugt, während die zweite Strahlungsquelle niederenergetische diagnostische Strahlung erzeugt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist eine Ausbildung des Stativs vorgesehen, derart dass der Strahlungsdetektor in verschiedene Untersuchungspositionen innerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle mit jeweils verschiedenen Abständen zu der ersten Strahlungsquelle verfahrbar ist; dies erlaubt ein flexibles Auswechseln bzw. Kombinieren von verschiedenen Strahlformungselementen, die zwischen der ersten Strahlungsquelle einerseits und dem Strahlungsdetektor andererseits anordbar sind.
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Eine Ausbildung des Stativs, derart, dass der an der Halterungsvorrichtung anordbare Strahlungsdetektor aus dem Strahlungsbereich der ersten Strahlungsquelle schwenkbar ist, erlaubt es, den Strahlungsdetektor in einfacher Weise, zum Beispiel zum Durchführen einer strahlentherapeutischen Behandlung mit der ersten Strahlungsquelle, aus dem Strahlungsbereich zu entfernen.
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Durch eine Ausbildung des Stativs, derart, dass der Strahlungsdetektor außerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle in eine gegenüber der Untersuchungsposition entgegen der ersten Strahlungsrichtung versetzten Parkposition einfahrbar ist, wird eine besonders Platz sparende Positionierung der ersten Strahlungsquelle ermöglicht. Durch diese gegenüber der Untersuchungsposition eingefahrene Parkposition, in der die erste Strahlungsquelle weiter von dem Zielvolumen entfernt ist, wird besonders viel Freiraum zur Positionierung des jeweils zu behandelnden Patienten geschaffen.
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Durch eine Ausbildung des Stativs, derart dass der Strahlungsdetektor in seiner Parkposition in eine Seitenrichtung im Wesentlichen senkrecht zur ersten Strahlungsrichtung neben der ersten Strahlungsquelle positionierbar ist, wird eine besonders Platz sparende und konstruktiv aufwandsarme Anordnung geschaffen.
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Die erfindungsgemäße Strahlentherapieeinrichtung mit einer Gantry, an der neben der ersten Strahlungsquelle auch das erfindungsgemäße Stativ zur Halterung des Strahlungsdetektors angeordnet ist, ermöglicht einerseits die Erzeugung einer Abbildung des jeweiligen Zielvolumens mit dem Blickwinkel der ersten Strahlungsquelle aus einer Untersuchungsposition des Strahlungsdetektors innerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle und andererseits ein besonders Platz sparendes Positionieren des Strahlungsdetektors in eine gegenüber der Untersuchungsposition entgegen der ersten Strahlungsrichtung versetzten Parkposition außerhalb des Strahlungsbereichs.
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Durch den verglichen mit einer Strahlungsquelle deutlich schmaler ausführbaren Strahlungsdetektor, der quasi in der ersten Strahlungsrichtung vor der ersten Strahlungsquelle positionierbar ist, entfällt ein aufwändiges Wegschwenken der ersten Strahlungsquelle zur Erzeugung einer diagnostischen Abbildung des Zielvolumens wie in der
US 6 888 919 B2 .
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Strahlungsquelle zur Erzeugung der ersten Strahlung in Form einer therapeutischen Strahlung, insbesondere einer therapeutischen Röntgenstrahlung, ausgebildet.
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Besonders Platz sparend sind sowohl die erste Strahlungsquelle als auch der Strahlungsdetektor in seiner Untersuchungsposition jeweils auf derselben Seite relativ zu dem mit der ersten Strahlung bestrahlbaren Zielvolumen angeordnet.
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Durch eine zweite Strahlungsquelle, die auf einer dem Strahlungsdetektor gegenüber liegenden Seite relativ zu dem Zielvolumen angeordnet ist, ist es möglich, den Strahlungsdetektor zur Erzeugung einer Abbildung des im Zielvolumen bzw. des in einer Umgebung des Zielvolumens befindlichen Gewebes zu verwenden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn durch die auf derselben Seite relativ zu dem Zielvolumen angeordnete Strahlungsquelle lediglich therapeutische Strahlung erzeugbar ist.
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Es ist zum Beispiel denkbar, dass sich sowohl das Stativ zur Halterung des Strahlungsdetektors als auch die erste Strahlungsquelle zur Erzeugung der therapeutischen Strahlung an einem Ende der Gantry und die zweite Strahlungsquelle zur Erzeugung einer diagnostischen Röntgenstrahlung auf der anderen Seite der Gantry befinden. Insbesondere in diesem Fall ist es zweckmäßig, das Stativ derart auszubilden, dass der Strahlungsdetektor in seiner Untersuchungsposition eine Ausrichtung der zu der Detektion einer von der zweiten Strahlungsquelle in Richtung auf dem Strahlungsdetektor in der Untersuchungsposition ausgestrahlten zweiten Strahlung aufweist.
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Um flexibel den Blickwinkel bei der Erzeugung der diagnostischen Abbildung variieren zu können, ist das Stativ derart ausgebildet, dass relativ zu diesem die Halterungsvorrichtung in einer Verschieberichtung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Strahlungsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Diese Ausgestaltung erlaubt unter anderem die Erzeugung einer dreidimensionalen Abbildung des Zielvolumens bzw. des sich in der Umgebung dieses Zielvolumens befindlichen Gewebes durch die Erzeugung von mehreren Abbildungen aus verschiedenen Blickwinkeln. Zweckmäßig ist die zweite Strahlungsquelle um eine Achse senkrecht zur ersten Strahlungsrichtung und senkrecht zur Verschieberichtung schwenkbar angeordnet. Zur Erzeugung von Abbildungen aus verschiedenen Blickwinkeln wird die zweite Strahlungsquelle synchron zur Verschiebebewegung der Haltevorrichtung für den Strahlungsdetektor geschwenkt, derart dass die zweite Strahlung während der gesamten Zeit der Bestrahlung auf den Strahlungsdetektor trifft.
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Die zweite Strahlungsquelle ist zweckmäßig zur Erzeugung der zweiten Strahlung in Form einer diagnostischen Strahlung, insbesondere einer diagnostischen Röntgenstrahlung, ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Strahlungsdetektor zur Detektion der den Strahlungsdetektor dringenden ersten Strahlung ausgebildet; dadurch ist mit dem Strahlungsdetektor in der Untersuchungsposition einerseits der Strahlungsbereich und andererseits eine Intensität der von der ersten Strahlungsquelle ausgestrahlten ersten Strahlung messbar. In einer Kombination mit dem zweiten Strahlungsdetektor auf der im Vergleich zum vorgenannten Strahlungsdetektor gegenüberliegenden Seite des Zielvolumens ist darüber hinaus eine Abschwächung der ersten Röntgenstrahlung durch den jeweils zu behandelnden Patienten messbar. Diese Abschwächung erlaubt einen Rückschluss auf die in dem Patienten bei der Bestrahlung mit der ersten Strahlung deponierte Gesamtstrahlungsenergie.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein Stativ mit einem Trägerteil, einem Zwischenteil und einem Armteil, wobei ein an dem Armteil angeordneter Strahlungsdetektor durch das Stativ in einer Untersuchungsposition positioniert ist;
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2 in einer perspektivischen Darstellung das Stativ gemäß 1, wobei der Strahlungsdetektor durch das Stativ in einer Parkposition positioniert ist;
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3 eine Ausschnittsvergrößerung einer rückseitigen, perspektivischen Darstellung des Stativs gemäß 1, wobei eine Gehäuse des Armteils zur Erläuterung einer in dem Armteil angeordneten Antriebsmechanik teilweise entfernt ist;
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4 eine Ausschnittsvergrößerung der rückseitigen, perspektivischen Darstellung des Stativs gemäß 3, wobei das Gehäuse des Armteils zur Erläuterung der Antriebsmechanik und einer Halterungsvorrichtung für den Strahlungsdetektor vollständig entfernt ist;
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5 eine Ausschnittsvergrößerung der rückseitigen, perspektivischen Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Stativs gemäß 3 mit einer unterschiedlichen Antriebsmechanik und einer unterschiedlichen Halterungsvorrichtung;
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6 eine noch vorn gekippte perspektivische Darstellung des Stativs gemäß 5 mit einer an dem Armteil angeordneten Schiene;
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7 in einer seitlichen Ansicht eine Strahlentherapieeinrichtung mit einer Gantry, an der eine erste Strahlungsquelle und das Stativ gemäß 1 mit dem Strahlungsdetektor in der Untersuchungsposition unterhalb der ersten Strahlungsquelle angeordnet sind;
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8 in einer seitlichen Ansicht die Strahlentherapieeinrichtung gemäß 7 mit dem Stativ gemäß 2 mit dem Strahlungsdetektor in der Parkposition neben der ersten Strahlungsquelle.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein im Wesentlichen dreiteiliges Stativ 1 mit einem Trägerteil 3, einem Zwischenteil 4 und einem Armteil 5. An dem Armteil 5 sind zwei – in dieser Ansicht verdeckte – Halterungsvorrichtungen 6 zur Halterung eines flächigen Strahlungsdetektors 2 angeordnet. Die Halterungsvorrichtungen 6 sind in den 2 und 3 erkennbar dargestellt.
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Das Trägerteil 3 ist zur Anordnung an ein Strahlentherapieeinrichtung, insbesondere an dessen Gantry, ausgebildet. Das Zwischenteil 4 ist in eine Hubrichtung 7 verfahrbar an dem Trägerteil 3 angeordnet, wobei an dem Trägerteil 3 zur Führung des Zwischenteils 4 zwei Hubschienen 10 bzw. 11 angeordnet sind. Zum fremdkraftbetriebenen Verfahren des Zwischenteils 4 ist ein Motor 13 vorgesehen, der eine Drehbewegung über ein Umlenkgetriebe 16 auf eine Antriebsstange 12 mit einem Gewinde umlenkt, in das das Zwischenteil 4 mit einem Gegengewinde formschlüssig eingreift.
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Der Armteil 5 ist um eine Schwenkachse 8, die im Wesentlichen parallel zur Hubrichtung 7 verläuft, schwenkbar an dem Zwischenteil 4 angeordnet. Die Antriebsmechanik für die Schwenkbewegung des Armteils wird in der Figurenbeschreibung zur 3 näher erläutert.
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An dem Armteil 5 ist die Halterungsvorrichtung 6 für den Strahlungsdetektor 2 in eine Verschieberichtung 9, die in Wesentlichen senkrecht zur Hubrichtung 7 verläuft, verschiebbar angeordnet. Die Funktionsweise der Halterungsvorrichtungen 6 sowie die Antriebsmechanik für die Verschiebebewegung werden in der Figurenbeschreibung zu den 3 und 4 näher erläutert.
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In 1 ist das Stativ 1 derart eingestellt, dass sich der Strahlungsdetektor 2 in seiner Untersuchungsposition angeordnet ist, in der er sich bei einer Anordnung des Stativs 1 mit dem Strahlungsdetektor 2 an einer Strahlentherapieeinrichtung mit einer ersten Strahlungsquelle in deren vorgesehenen Strahlungsbereich befindet. Die vorgesehene Strahlungsrichtung 29 ist dabei parallel zu Hubrichtung 7 ausgerichtet und weist in 1 nach unten.
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2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Stativ gemäß 1, wobei der Strahlungsdetektor 2 durch eine Schwenkbewegung des Armteils um 90° gegen den Uhrzeigersinn bezogen auf eine Draufsicht auf die Schwenkachse 8 und eine Hubbewegung des Zwischenteils 4 bis an das obere Ende des Trägerteils 3 in eine Parkposition außerhalb des vorgesehenen Strahlungsbereiches positioniert ist.
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3 zeigt in einer Ausschnittsvergrößerung eine rückseitige, perspektivische Darstellung des Stativs 1 gemäß 1, wobei eine rückseitige Gehäuseabdeckung des Armteils 5 entfernt ist.
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In dem Armteil 5 ist ein Antriebsmotor 14 angeordnet, der durch eine über ein Umlenkgetriebe 17 vermittelte Kraftübertragung auf das Zwischenteil 4 die motorgetriebene Schwenkbewegung des Armteils 5 relativ zu dem Zwischenteil 4 ermöglicht.
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Darüber hinaus weist das Armteil 5 einen weiteren Motor 15 auf, der über ein drittes Umlenkgetriebe 18 und über eine Verschiebeantriebsstange 20 die Verschiebebewegung des Strahlungsdetektors 2 antreibt.
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4 zeigt in einer weiteren Ausschnittsvergrößerung das Armteil gemäß 3, wobei das Gehäuse des Armteils nicht dargestellt ist. Neben dem Motor 15, dem Umlenkgetriebe 18 und der Verschiebeantriebsstange 20 ist ein an dieser koaxial angeordnetes Zahnrad 21 erkennbar, das formschlüssig in eine gezähnte Antriebsschiene 22 des Strahlungsdetektors 2 eingreift. Durch den Formschluss zwischen dem mittelbar von dem Motor 15 angetriebenen Zahnrad 21 und der Antriebsschiene 22 wird eine Drehbewegung des relativ zu dem Gehäuse des Armteils 5 ortsgebunden angeordneten Motors 15 in eine Verschiebebewegung des Strahlungsdetektors 2 umgewandelt.
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Darüber hinaus sind in 4 die außen an dem Gehäuse des Armteils 5 befestigten Halterungsvorrichtungen 6, dargestellt, die formschlüssig die Halterungsschiene 19 umschließen.
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5 zeigt in einer Ausschnittsvergrößerung eine rückseitige, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Stativs 1 gemäß 1 mit einer gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel veränderten Antriebsmechanik für die Verschiebebewegung des Strahlungsdetektors. Wie in 3 die rückseitige Gehäuseabdeckung des Armteils 5 entfernt, um ein Einblick in die Antriebsmechanik zu geben.
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Das Armteil 5 weist einen den Motor 15 auf, der über das dritte Umlenkgetriebe 18 und über einen um eine Umlenkrolle 21 umgelenkten Antriebsriemen 23, der einseitig mit der Halterungsvorrichtung 6 für den Strahlungsdetektor 2 verbunden ist, die Verschiebebewegung des Strahlungsdetektors 2 antreibt.
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6 zeigt in einer leicht nach vorn gekippten, perspektivischen Darstellung das Armteil 5 gemäß dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel. Das Armteil 5 weist eine Halterungsschiene 19 zur Führung der Halterungsvorrichtung 6 relativ zu dem Armteil 5 auf, wobei von der Halterungsvorrichtung 6 lediglich zwei Schienenhalterungen 25 dargestellt sind, die von zwei gegenüberliegen Seiten die Halterungsschiene formschlüssig umgreifen. Im Sinne einer besseren Erkennbarkeit der Halterungsschiene 19 und der Schienenhalterungen 25 wurde auf eine Darstellung des größten Teils der Halterungsvorrichtung sowie des Strahlungsdetektors in dieser Figur verzichtet.
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7 zeigt in einer seitlichen Ansicht eine Strahlentherapieeinrichtung 26 mit einer um eine vertikale Rotationsachse 33 rotierbar an einem Bodenstativ 32 angeordneten Gantry 27, mit einer an der Gantry 27 angeordneten ersten Strahlungsquelle 28 und mit dem an der Gantry 27 angeordneten Stativ 1 mit dem Strahlungsdetektor 2 in der Untersuchung gemäß 1. Von der ersten Strahlungsquelle 28 ist die erste Strahlung in Form einer therapeutischen Röntgenstrahlung im MeV-Energiebereich in die erste Strahlungsrichtung 29 ausstrahlbar. Der Strahlungsdetektor ist in Form eines Matrixdetektors ausgebildet, der sich in seiner dargestellten Untersuchungsposition – zumindest teilweise – innerhalb des Strahlungsbereiches 30 der ersten Strahlungsquelle 28 befindet.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Strahlungsdetektor 28 in seiner Untersuchungsposition in der ersten Strahlungsrichtung 29 unterhalb der ersten Strahlungsquelle 28 in einem Abstand 34 zu dieser angeordnet. Zwischen der ersten Strahlungsquelle 28 einerseits und dem Strahlungsdetektor 2 andererseits ist eine Strahlformungsvorrichtung in Form eines sog. „multileaf collimator” 31 angeordnet. Zur Zwischenanordnung weiterer Strahlformungsvorrichtungen oder zum Austausch des „multileaf collimator” 31 gegen eine andere Strahlformungseinrichtung oder zum Weglassen jeglicher Strahlformungsvorrichtungen ist das Stativ 1 derart ausgebildet, dass Strahlungsdetektor 2 in verschiedene Untersuchungspositionen innerhalb des Strahlungsbereiches 30 der ersten Strahlungsquelle 28 mit jeweils verschiedenen Abständen 34 zu der ersten Strahlungsquelle 28 in Hubrichtung 7 verfahrbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hubrichtung 7 parallel zur ersten Strahlungsrichtung 29.
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Sowohl die erste Strahlungsquelle 28 als auch der Strahlungsdetektor 2 in seiner Untersuchungsposition sind auf derselben Seite relativ zu einem mit der ersten Strahlung bestrahlbaren Zielvolumen 35 angeordnet, das sich im Bereich des Isozentrums der Strahlentherapieeinrichtung 26 befindet. Auf der gegenüberliegenden Seite relativ zu dem Zielvolumen 35 ist eine zweite Strahlungsquelle 36 angeordnet, die zum Ausstrahlen eine zweiten Strahlung in Form eine diagnostischen Röntgenstrahlung im Energiebereich vorwiegend unterhalb von 125 keV in Gegenrichtung zur ersten Strahlung auf den Strahlungsdetektor 2 vorgesehen ist. Der Strahlungsdetektor 2 ist dazu ausgebildet, basierend auf dieser zweiten Strahlung eine diagnostische Röntgenabbildung des Zielvolumens 35 und eines dieses Zielvolumen 35 ungebenden Untersuchungsbereichs zu erzeugen. Mithilfe dieser Röntgenabbildung ist es möglich, sowohl einen zu behandelnden Patienten relativ zu dem Zielvolumen 35 zu positionieren und auszurichten als auch den Strahlungsbereich 30 durch eine Blende einzugrenzen.
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Der Strahlungsdetektor 2 ist durch das Stativ 1 in die Verschieberichtung 9 verschiebbar, die in dieser Darstellung senkrecht zur Darstellungsebene verläuft. Synchron zu dieser Verschiebebewegung ist der zweite Strahlungsdetektor 36 um eine Kippachse 39 senkrecht zur ersten Strahlungsrichtung 29 und senkrecht zu Verschieberichtung 9 verkippbar, sodass die von der zweiten Röntgenquelle 36 ausstrahlbare zweite Strahlung während der Verschiebebewegung des Strahlungsdetektors 2 auf diese trifft; auf diese Weise können über die zunächst lediglich zweidimensionale Röntgenabbildung senkrecht zur Strahlungsrichtung 29 hinaus auch Informationen über den Untersuchungsbereich hinsichtlich der räumlichen Gewebeanordnung in Strahlungsrichtung 29 gewonnen werden. Dies gelingt bereits durch lediglich zwei Röntgenabbildungen mit verschiedenen Abbildungsperspektiven. Nach der zumindest einen Röntgenabbildung ist die zweite Strahlungsquelle 36 in eine vertikale Richtung 38 zur Gantry 27 einfahrbar.
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Auf der dem Strahlungsdetektor 2 gegenüberliegenden Seite relativ zu dem Zielvolumen 35 ist eine weiterer Strahlungsdetektor 37 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, basierend auf der hochenergetischen, ersten Strahlung eine Röntgenabbildung des Zielvolumens 35 bzw. des dieses Zielvolumen 35 umgebenden Untersuchungsbereiches zu erstellen. Durch eine Weiterbildung des unterhalb der ersten Strahlungsquelle 28 angeordneten Strahlungsdetektors 2, derart dass dieser auch zur Detektion der hochenergetischen, ersten Strahlung geeignet ist, kann in Kombination mit dem weiteren Strahlungsdetektor 36 auf der gegenüberliegenden Seite des Zielvolumens 36 eine Abschwächung der ersten Strahlung durch den – zumindest teilweise – in dem Zielvolumen 35 positionierten Patienten bestimmt werden. Neben der zweiten Strahlungsquelle 36 ist auch der weitere Strahlungsdetektor 38 in die vertikale Richtung 38 zur Gantry 27 einfahrbar.
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8 zeigt in einer seitlichen Ansicht die Strahlentherapieeinrichtung 26 gemäß 7 mit dem Strahlungsdetektor 2 in seiner in 2 gezeigten, in eine gegenüber der Untersuchungsposition entgegen der ersten Strahlungsrichtung 29 versetzten Parkposition außerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle. In dieser Parkposition ist der Strahlungsdetektor in eine Seitenrichtung senkrecht zur ersten Strahlungsrichtung 29 neben der ersten Strahlungsquelle 28 positioniert.
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Es ist möglich, zusätzlich die Gantry 27 mit einer in den 7 und 8 nicht dargestellten Verkleidung zu versehen, in die der Strahlungsdetektor 2 in seine Parkposition äußerlich nicht sichtbar positioniert wird.
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Eine Ausführungsform lässt sich grundsätzlich wie folgt zusammenfassen: Um bei einer Strahlentherapieeinrichtung einen Strahlungsdetektor in Platz sparender Weise zu integrieren, ist zumindest ein Stativ zur Halterung des Strahlungsdetektors vorgesehen, insbesondere derart dass dieser in eine Hubrichtung verfahrbar und um eine Schwenkachse schwenkbar ist; die Strahlentherapieeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Gantry, eine erste Strahlungsquelle und das Stativ, durch das der Strahlungsdetektor einerseits in zumindest eine Untersuchungsposition innerhalb des Strahlungsbereiches der ersten Strahlungsquelle und andererseits in eine gegenüber der Untersuchungsposition entgegen einer ersten Strahlungsrichtung der ersten Strahlungsquelle eingefahrenen Parkposition außerhalb des Strahlungsbereiches bewegbar ist.
