DE102005053719B3 - Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage - Google Patents

Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102005053719B3
DE102005053719B3 DE102005053719A DE102005053719A DE102005053719B3 DE 102005053719 B3 DE102005053719 B3 DE 102005053719B3 DE 102005053719 A DE102005053719 A DE 102005053719A DE 102005053719 A DE102005053719 A DE 102005053719A DE 102005053719 B3 DE102005053719 B3 DE 102005053719B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
irradiation
imaging
patient
particle
therapy system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102005053719A
Other languages
English (en)
Inventor
Sven Oliver Dr. Gräzinger
Klaus Herrmann
Eike Dr. Rietzel
Andres Sommer
Torsten Dr. Zeuner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102005053719A priority Critical patent/DE102005053719B3/de
Priority to PCT/EP2006/068228 priority patent/WO2007054511A1/de
Priority to US12/092,692 priority patent/US7834334B2/en
Priority to EP06807775A priority patent/EP1948313A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005053719B3 publication Critical patent/DE102005053719B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A61N5/1043Scanning the radiation beam, e.g. spot scanning or raster scanning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077Beam delivery systems
    • A61N5/1078Fixed beam systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1063Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam maintaining the position when the patient is moved from an imaging to a therapy system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087Ions; Protons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103Treatment planning systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1069Target adjustment, e.g. moving the patient support

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Partikeltherapieanlage zum Bestrahlen eines zu bestrahlenden Volumens eines Patienten mit hochenergetischen Partikeln, die DOLLAR A - einen Strahlaustritt eines Strahlzuführungs- und Beschleunigungssystems, aus dem ein Partikelstrahl austritt, um mit dem in einer Bestrahlungsposition positionierten Patienten wechselzuwirken, wobei die Bestrahlungsposition in einem Therapieplan relativ zu einem Bestrahlungsisozentrum der Partikeltherapieanlage gegeben ist, DOLLAR A - eine Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens bezüglich des Partikelstrahls und DOLLAR A - eine Patientenpositioniervorrichtung, mit der der Patient zur Bestrahlung in die Bestrahlungsposition bringbar ist, aufweist, wobei die Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens in einer Bildgebungsposition des Patienten ausgebildet ist, die von der Bestrahlungsposition räumlich entfernt angeordnet ist, und dass die Patientenpositioniervorrichtung zum automatischen Positionswechsel zwischen Bildgebungs- und Bestrahlungsposition ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Partikeltherapieanlage zum Bestrahlen eines zu bestrahlenden Volumens eines Patienten mit hochenergetischen Partikeln, die einen Strahlaustritt eines Strahlzuführungs- und Beschleunigungssystems aufweist, aus dem ein Partikelstrahl austritt, um mit dem in einer Bestrahlungsposition positionierten Patienten wechselzuwirken, wobei die Bestrahlungsposition gegeben ist in Bezug zu einem Bestrahlungsisozentrum der Partikeltherapieanlage; die Partikeltherapieanlage weist ferner eine Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des Zielvolumens bezüglich des Partikelstrahls und eine Patientenpositioniervorrichtung, mit der der Patient zur Bestrahlung in die Bestrahlungsposition bringbar ist, auf. Ferner betrifft die Erfindung die Planung und Durchführung einer Bestrahlung mit einer derartigen Anlage.
  • Verschiedene Bestrahlungsanlagen und -techniken sind von H. Blattmann in „Beam delivery systems for charged particles", Radiat. Environ. Biophys. (1992) 31:219–231 beschrieben. Eine Partikeltherapieanlage ist beispielsweise aus EP 0 986 070 bekannt.
  • Eine Bestrahlungstherapieanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielweise aus der JP 11009708 A zu entnehmen, wobei eine Patientenpositioniervorrichtung zwischen einem Magnetresonanzgerät und der Gantry eines Behandlungssystems angeordnet ist.
  • Eine weitere Therapieanlage, bei der eine Bestrahlungsvorrichtung zur Bestrahlung mit Schwerionen mit einem horizontalen CT-System zur Überprüfung die Position des patienten kombiniert ist, ist aus dem Artikel "A horizontal CT system dedicated to heavy-ion beam treatment" von Kamada at al., Radi otherapy and Oncology 50 (1999), S. 235–237 zu entnehmen. Bei dieser Therapieanlage wird ein CT-Scan des sitzenden Patienten in der Behandlungsposition durchgeführt.
  • In der DE 10 2004 062 473 A1 , die zwar im Vergleich zu der vorliegenden Anmeldung eine frühere Priorität aufweist, die jedoch nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht worden ist, ist eine medizinische Strahlentherapieanordnung mit einem Partikelstrahler, mit einer Patientenlagerungsvorrichtung und mit einem Röntgen-Diagnosegerät offenbart. Das Röntgen-Diagnosegerät ist zur Bestimmung oder Verifikation der Position eines zu bestrahlenden Tumors vorgesehen.
  • Eine Partikeltherapieanlage weist üblicherweise eine Beschleunigereinheit und ein Hochenergiestrahlführungssystem auf. Die Beschleunigung der Partikel, z.B. Protonen, Pionen, Helium-, Kohlenstoff- oder Sauerstoffionen, erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Synchrotrons oder Zyklotrons.
  • Das Hochenergiestrahltransportsystem führt die Partikel von der Beschleunigereinheit zu einem oder mehreren Behandlungsräumen. Man unterscheidet zwischen „fixed beam" Behandlungsräumen, in denen die Partikel aus einer festen Richtung auf den Behandlungsplatz treffen, und so genannten Gantry basierten Behandlungsräumen. Bei letzteren ist es möglich, den Partikelstrahl aus verschiedenen Richtungen auf den Patienten zu richten.
  • Ein Kontroll- und Sicherheitssystem der Partikeltherapieanlage gewährleistet, dass jeweils ein mit den erbetenen Parametern charakterisierter Partikelstrahl in den entsprechenden Behandlungsraum geführt wird. Die Parameter werden im so genannten Behandlungs- oder Therapieplan definiert. Dieser gibt an, wie viele Teilchen aus welcher Richtung mit welcher Energie auf den Patienten treffen sollen.
  • Üblicherweise wird der Therapieplan mit Hilfe von bildgebenden Verfahren erzeugt. Dazu wird beispielsweise ein 3D-Datensatz mit einem Computertomographiegerät erzeugt. Der Tumor wird innerhalb dieses Bilddatensatzes lokalisiert und es werden die benötigten Strahlungsdosen, Einfallsrichtungen etc. festgelegt.
  • Bei der Bestrahlung ist es notwendig, dass der Patient die der Therapieplanung zu Grunde liegende Bestrahlungsposition einnimmt. Dies erfolgt beispielsweise mit fixierenden Masken. Zusätzlich wird vor der Bestrahlung die Position des Patienten mit bildgebenden Mitteln überprüft. Dabei findet ein Abgleich der aktuellen Bestrahlungsposition mit dem der Therapieplanung zugrunde liegenden Bilddatensatzes statt.
  • Bei dieser so genannten Positionsverifikation werden vor einer Bestrahlung Aufnahmen aus verschiedenen Richtungen mit beispielsweise Projektionen aus dem CT-Planungsdatensatz abgeglichen. Dazu werden u.a. auch Durchleuchtungsaufnahmen in Strahlrichtung und orthogonal zur Strahlrichtung gewonnen. Diese Aufnahmen werden in der Bestrahlungsposition nahe dem Strahlaustritt durchgeführt; d.h., es steht nur eingeschränkt Platz für die Bildgebung zur Verfügung.
  • Ferner gibt es Bildgebungsverfahren zur Gewinnung von 3D-Bilddatensätzen, die darauf beruhen, dass Durchleuchtungen aus verschiedenen Richtungen durchgeführt werden. Aus den Bilddaten können ähnlich zu einer CT-Aufnahme 3D-artige Bilddatensätze gewonnen werden. Eine Möglichkeit für eine derartige Bildgebungsvorrichtung ist ein Imaging-Roboter, der frei um einen zu durchleuchtenden Patienten ausgerichtet werden kann. Zur Durchleuchtung des Patienten aus verschiedenen Richtungen muss entsprechend ausreichend Platz zur Verfügung stehen. Eine andere Möglichkeit zur Gewinnung von 3D-Aufnahmen ist z.B. ein C-Arm-Röntgenapparat.
  • Derartige Bildgebungseinheit zur Gewinnung von 3D-Bilddatensätzen benötigen ausreichend Platz, um den Patienten von verschiedenen Richtungen durchleuchten zu können. D.h., Elemente der Bildgebungseinheit müssen zur Bildgebung in ausreichendem Abstand um den Patienten bewegt werden können.
  • Allgemein ist es bei einer Partikeltherapie von Vorteil, den Patienten so nah am Strahlaustritt zu positionieren, um die Aufweitung des Strahls durch Streuung so gering wie möglich zu halten. Ein üblicher Abstand zwischen dem Isozentrum eines Bestrahlungsplatzes und dem Strahlaustritt liegt bei ca. 60 cm.
  • Der oben angesprochene bevorzugte Abstand des Bestrahlungsisozentrums vom Strahlaustritt schränkt die Bildgebung der Positionverifikation auf entsprechend wenig Platz einnehmende Bildgebungsvorrichtungen ein.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Planung und Durchführung einer Bestrahlung eines Patienten unter Verwendung einer 3D-Bildgebungstechnik zu ermöglichen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Partikeltherapieanlage anzugeben, die es erlauben, auch platzbeanspruchende Bildgebungstechniken bei der Positionsverifikation zu verwenden.
  • Die Aufgabe bezogen auf die eingangs erwähnte Partikeltherapieanlage wird durch eine Partikeltherapieanlage nach Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe bezogen auf die Bestrahlung bzw. Planung durch ein Bestrahlungsverfahren nach Anspruch 10 bzw. einen Therapieplan nach Anspruch 12 gelöst.
  • In einer Ausführungsform der Partikeltherapieanlage ist die Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens in einer Bildgebungsposition des Patienten ausgebildet. Diese Bildgebungsposition ist von der Bestrahlungsposition räumlich entfernt angeordnet und weist somit mindestens den zur 3D-Bildgebung notwendigen Mindestabstand der Bildgebungsvorrichtung vom Strahlaustritt auf. Die Patientenpositioniervorrichtung wird beispielsweise von einem Kontrollsystem gesteuert, das einen entsprechenden Therapieplan umsetzt und bei Bedarf den Positionswechsel zwischen Bildgebungs- und Bestrahlungsposition veranlasst. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass für jede Partikelart und für jeden Bestrahlungsvorgang ein optimaler Abstand zum Strahlaustritt eingestellt werden kann, ohne dabei auf eine 3-D-Bildgebung durch eine entsprechend platzbeanspruchende Bildgebungsvorrichtung verzichten zu müssen. Dadurch kann man zum einen eine sehr präzise Bestrahlung mit einem Partikelstrahl durchführen, der aufgrund der Nähe zum Strahlaustritt weniger divergiert und somit einen geringen Strahldurchmesser aufweist, und zum anderen kann die Positionsverifikation mit 3D- oder zumindest 3D-artigen Datensätzen durchgeführt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Partikeltherapieanlage ist der Bildgebungsposition ein Bildgebungszentrum zugeordnet, das vorzugsweise mit dem Bestrahlungsisozentrum auf einer Strahlmittenachse angeordnet ist. Dabei ist unter der Strahlmittenachse beispielsweise der durch die Nullposition einer Rasterscanvorrichtung gegebene Strahlverlauf zu verstehen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Entfernung zwischen Bestrahlungsisozentrum und Bildgebungs zentrum nicht mehr als 2 m und wenn möglich weniger als 0,5 m, so dass während einer Bestrahlung die Positionsverifikation wenn möglich ohne großen Zeitverlust durch lange Verfahrwege auch mehrfach vorgenommen werden kann. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Verschiebeweg des Patienten so gering wie möglich gehalten wird, d.h., wenn z.B. das Bildgebungszentrum den bzw. nahezu den Mindestabstand zum Bestrahlungsisozentrum aufweist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Patientenpositioniervorrichtung einen robotisch angesteuerten Patiententisch. Bevorzugt wird die Patientenpositioniervorrichtung von einer Therapiekontrolleinheit der Partikeltherapieanlage angesteuert. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise die Parameter zur Durchführung eines Positionswechsels im Therapieplan abgelegt werden können, welcher der Therapiekontrolleinheit zur Steuerung der Bestrahlung zugrunde liegt.
  • Vorzugsweise umfasst ein derartiger Therapieplan einen Referenzpunkt zur Positionierung des Patienten in einer Bildgebungs- oder Bestrahlungsposition sowie Information über die relative Position von Bildgebungs- und Bestrahlungsposition zueinander. Letztere kann beispielsweise in Form eines Verschiebevektors vorliegen, welcher eine Verschiebebewegung der Patientenlagerungsvorrichtung der Therapieanlage definiert, mit der der Patient von der Bildgebungsposition zur Bestrahlungsposition verschiebbar ist. Vorzugsweise ist dabei der Verschiebevektor parallel zur Strahlachse des Partikelstrahls.
  • Ein derartiger Therapieplan hat den Vorteil, dass schon bei der Therapieplanung Freiheit über die räumliche Wahl des Bestrahlungsisozentrums, d.h. seines Abstands zum Strahlaustritt, vorliegt. Denn die Positionsverifikation kann unabhängig von der Bestrahlungsposition durchgeführt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Es folgt die Erläuterung von mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der 1 bis 4. Es zeigen:
  • 1 schematisch eine Ausführungsform einer Partikeltherapieanlage zur Verdeutlichung der Erfindung,
  • 2 ein beispielhaftes Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Bestrahlungsverfahrens nach der Erfindung in Wechselwirkung mit einem Therapieplan und
  • 3 und 4 schematische Darstellungen eines Bestrahlungsplatzes, bei denen sich der Patient zum einen in der Bildgebungsposition und zum anderen in der Bestrahlungsposition befindet.
  • 1 zeigt schematisch eine Partikeltherapieanlage 1 zum Bestrahlen eines zu bestrahlenden Volumens eines Patienten mit hochenergetischen Partikeln. Eine Partikelbeschleunigeranlage 3 imitiert dazu aus einem Strahlaustritt 5 einen Partikelstrahl 7. Umfasst die Partikeltherapieanlage beispielsweise eine Rasterscanvorrichtung 9, so kann ein Scanbereich von beispielsweise 40 cm × 40 cm abgescannt werden. Ein Isozentrum 11 liegt vorzugsweise mittig zum Scanbereich. Der Partikelstrahl divergiert aufgrund von Streuvorgängen im Strahl oder mit durchstrahlter Materie, so dass das Isozentrum möglichst nahe am Strahlaustritt 5 angeordnet ist, um mit einem möglichst kleinen Strahldurchmesser zu bestrahlen. Bei der Bestrahlung mit Protonen wird vorzugsweise ein Abstand von 60 cm gewählt. In diesem Abstand divergiert der Strahl auf die gewünschte und im Therapieplan angenommene Strahlengröße; beispielsweise erfolgt die Bestrahlung mit einem Rasterscanverfahren mit einem Strahldurchmesser von ca. 3 bis 5 mm.
  • Ferner weist die Partikeltherapieanlage 1 eine Bildgebungsvorrichtung 13 auf, die vorzugsweise auch zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes des Patienten im Bereich des zu bestrahlenden Volumens ausgebildet ist. Mithilfe der Bildgebungsvorrichtung 13 soll die Positionsverifikation des zu bestrahlenden Volumens bezüglich des Partikelstrahls vorgenommen werden. Die Bildgebungsvorrichtung 13 weist ein Bildgebungszentrum 15 auf. Der Abstand des Bildgebungszentrums 15 vom Strahlaustritt 5 ist bedingt durch die Ausbildung, d.h. die Ausmaße und Struktur, der Bildgebungsvorrichtung 13 größer als der Abstand des Bestrahlungsisozentrums 11 vom Strahlaustritt 5. Bevorzugt ist das Bildgebungszentrum 15 ebenfalls auf der Strahlmittenachse angeordnet. Der Abstand zwischen Bestrahlungsisozentrum 11 und Bildgebungszentrum 15 wird möglichst klein gehalten, beispielsweise ist der Abstand des Bestrahlungszentrums 15 vom Strahlaustritt 5 100 cm. Eine Verschiebung in oder entgegen der Strahlrichtung von 40 cm kann schnell und ohne Belastung des Patienten auch während einer Bestrahlungssitzung durchgeführt werden.
  • 2 verdeutlicht eine Bestrahlungssitzung 21, die auf Grundlage eines Therapieplans 23 durchgeführt wird. Der Therapieplan 23 weist neben den benötigten Strahlparametern die Partikelenergie und Partikelintensität für beispielsweise verschiedene Volumenelemente des zu bestrahlenden Volumens auf. Zusätzlich enthält er Information über die Lage (X,Y,Z) des Bestrahlungsisozentrums und/oder die Lage (Xi,Yi,Zi) des Bildgebungszentrums und/oder einen Verschiebevektor 25.
  • Die Bestrahlungssitzung 21 beginnt vorzugsweise mit einer Positionsverifikation 27, bei der der Patient entsprechend der Therapieplanung im Bestrahlungszentrum (X,Y,Z) in der Bildgebungsposition positioniert ist. Anschließend wird. eine Verschiebung 29 gemäß dem Verschiebungsvektor 25 durchgeführt. Nun befindet sich der Patient in der Bestrahlungsposition. In dieser Position wird ein erster Bestrahlungsvorgang 31 durchgeführt.
  • Entsteht während der Bestrahlung beispielsweise der Verdacht, dass sich die Position des Patienten geändert hat, kann nun eine zweite Verschiebung 33 zurück in die Bildgebungsposition erfolgen, um eine weitere Positionsverifikation 35 durchzuführen.
  • Derartige Positionsverifikationen können wiederholt auftreten sei es aufgrund von vermuteten Positionsänderungen, aus Sicherheitsgründen oder um eine weitere Bestrahlung beispielsweise aus einer anderen Einfallsrichtung vorzunehmen.
  • Die Erstellung des der Bestrahlungssitzung 21 zugrunde liegenden Therapieplans 23 erfolgt z.B. in mehreren Schritten. In einem Schritt wird ein Bildgebungsvorgang geplant, bei dem ein Isozentrum des zu bestrahlenden Volumens im Bestrahlungszentrum der Bildgebungsvorrichtung liegt. In dieser Position (der Bildgebungsposition) soll die Bildgebung zur Verifikation der Position des Patienten gemäß der Bestrahlungsplanung durchgeführt werden. Es wird kein Strahl in dieser Bildgebungsposition geplant und appliziert.
  • In einem anderen Schritt wird ein Bestrahlungsvorgang geplant. Dazu wird ein Bestrahlungsisozentrum festgelegt und es werden ein oder mehrere Bestrahlungsfelder geplant. Die Planung des Bestrahlungsvorgangs umfasst z.B., dass zu Beginn des Bestrahlungsvorgangs der Patient mittels der Patientenpositioniervorrichtung so positioniert wird, dass das Bestrahlungsisozentrum in einem Isozentrum des Bestrahlungsplatzes liegt. Das Bestrahlungsisozentrum wird dabei so geplant, dass der Patient ohne Gefährdung möglichst nahe an den Strahlaustritt heranfährt, d.h., das Isozentrum des zu bestrahlenden Volumens wird vom Bildgebungszentrum zum Bestrahlungsisozentrum verschoben. In dieser Position (der Bestrahlungsposition) erfolgt dann die eigentliche Bestrahlung.
  • Weitere Bildgebungsvorgänge und Bestrahlungsvorgänge unter Umständen auch unter geänderten Einfallsrichtungen, können bei Bedarf mitgeplant werden.
  • 3 zeigt ein Beispiel eines Behandlungsraums mit einem Strahlaustritt 41, einer Patientenpositioniervorrichtung 43 und einer Bildgebungsvorrichtung 45 mit einem Bildgebungsvolumen 47. Die Patientenpositioniervorrichtung 43 weist eine Patientenliege 49 auf, auf der ein Patient 51 liegt. Das zu bestrahlende Volumen des Patienten 51 liegt beispielsweise innerhalb eines Schädels 53 des Patienten 51. Das Bildgebungsvolumen 47 weist ein Bildgebungszentrum 55 auf. Das Bildgebungszentrum 55 befindet sich bevorzugt auf der Strahlmittenachse 57 des Partikelstrahls z.B. in einer Entfernung von 100 cm zum Strahlaustritt 41. Zur Positionsverifikation wird nun eine Aufnahme, bevorzugt eine 3D-Aufnahme des zu bestrahlenden Volumens mit Hilfe der Bildgebungsvorrichtung 45 aufgenommen. Der gewählte Abstand erlaubt es, die Bildgebungsvorrichtung in allen zur 3D-Bildgebung benötigten Stellungen zu positionieren, d.h., z.B. um das Bildgebungszentrum zu rotieren. Die 3D-Aufnahme wird mit Aufnahmen, die der Therapieplanung zugrunde lagen, abgeglichen und falls nötig wird der Patient 51 mit Hilfe der Patientenpositioniervorrichtung 43 in die der Therapieplanung zu Grunde liegenden Position nachjustiert. Er befindet sich dann in der im Therapieplan definierten Bildgebungsposition.
  • Von der Bildgebungsposition wird der Patient 51 in die Bestrahlungsposition, welche in 4 dargestellt ist, verschoben. Das zuvor um das Bildgebungszentrum 55 gelegene zu bestrahlende Volumen liegt nun um das Bestrahlungsisozentrum 61 und kann beispielsweise mit Hilfe einer Rasterscan-Vorrichtung volumenelementspezifisch bestrahlt werden.

Claims (15)

  1. Partikeltherapieanlage zum Bestrahlen eines zu bestrahlenden Volumens eines Patienten mit hochenergetischen Partikeln aufweisend – einen Strahlaustritt eines Strahlzuführungs- und Beschleunigungssystems, aus dem ein Partikelstrahl austritt, um mit dem in einer Bestrahlungsposition positionierten Patienten wechselzuwirken, wobei die Bestrahlungsposition relativ zu einem Bestrahlungsisozentrum der Partikeltherapieanlage in einem Therapieplan gegeben ist, – eine Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens bezüglich des Partikelstrahls, – eine Patientenpositioniervorrichtung, mit der der Patient zur Bestrahlung in die Bestrahlungsposition bringbar ist, wobei die Bildgebungsvorrichtung zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens in einer Bildgebungsposition des Patienten ausgebildet ist, die von der Bestrahlungsposition räumlich entfernt angeordnet ist, und wobei die Patientenpositioniervorrichtung zum automatischen Positionswechsel zwischen Bildgebungs- und Bestrahlungsposition ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlungsisozentrum in seiner Entfernung zum Strahlaustritt einstellbar ist.
  2. Partikeltherapieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlungsisozentrum in seiner Entfernung zum Strahlaustritt in Abhängigkeit der Partikelart, z.B. Protonen, Kohlenstoff- oder Sauerstoffionen, einstellbar ist.
  3. Partikeltherapieanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsposition zwischen der Patientenpositioniervorrichtung und der Bestrahlungsposition angeordnet ist.
  4. Partikeltherapieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Positionswechsel des Patienten von der Bildgebungsposition zur Bestrahlungsposition eine Translationsbewegung in Strahlrichtung zugrunde liegt.
  5. Partikeltherapieanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgebungsposition ein Bildgebungszentrum zuordenbar ist, das insbesondere ebenso wie das Bestrahlungsisozentrum auf einer Strahlmittenachse angeordnet ist.
  6. Partikeltherapieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsvorrichtung zur 3D-Bildgebung ausgebildet ist.
  7. Partikeltherapieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsvorrichtung Abmessungen aufweist, die einen Mindestabstand zum Strahlaustritt definieren, und dass die Bildgebungsvorrichtung mindestens in diesem Mindestabstand vom Strahlaustritt angeordnet ist, wobei der Mindestabstand größer ist als die Entfernung zwischen Strahlaustritt und Bestrahlungsisozentrum.
  8. Partikeltherapieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungsvorrichtung ein C-Bogen-Röntgengerät oder ein Imaging-Roboter ist, welche für eine 3D-Bildgebung rotierbar um die Bildgebungsposition, insbesondere um das Bildgebungszentrum, ausgebildet sind, und dass ein Mindestabstand zum Strahlaustritt durch die Rotierbarkeit bestimmt ist und die Bildgebungsvorrichtung mindestens in diesem Mindestabstand vom Strahlaustritt angeordnet ist.
  9. Partikeltherapieanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenpositioniervorrichtung einen robotisch angesteuerten Patiententisch umfasst, der zur Patientenverschiebung von der Bildgebungsposition zur Bestrahlungsposition insbesondere von einer Therapiekontrolleinheit der Partikeltherapieanlage ansteuerbar ist.
  10. Bestrahlungsverfahren zum Bestrahlen eines zu bestrahlenden Volumens eines Patienten mit hochenergetischen Partikeln einer Therapieanlage mit folgenden Verfahrensmerkmalen: – mindestens ein Bildgebungsvorgang zur Verifikation der Lage des zu bestrahlenden Volumens, bei dem mittels einer Bildgebungsvorrichtung eine Bildgebung des zu bestrahlenden Volumens durchgeführt wird, während sich der Patient in einer Bildgebungsposition befindet, – mindestens ein Bestrahlungsvorgang, bei dem der in einer Bestrahlungsposition positionierte Patient bestrahlt wird, wobei die Bestrahlungsposition des Patienten bezüglich eines Bestrahlungsisozentrums der Partikeltherapieanlage durch den Therapieplan gegeben und von der Bildgebungsposition räumlich entfernt angeordnet ist, und wobei das Bestrahlungsisozentrum in seiner Entfernung zum Strahlaustritt einstellbar ist, – mindestens ein Positionsänderungsvorgang, in der ein Positionswechsel des Patienten von der Bildgebungsposition zur Bestrahlungsposition oder von der Bestrahlungsposition zur Bildgebungsposition mittels Ansteuerung einer Patientenpositioniereinheit erfolgt.
  11. Bestrahlungsverfahren nach Anspruch 12, wobei zum Positionswechsel des Positionsänderungsvorgangs eine Verschiebung des Patienten in oder entgegen der Bestrahlungsrichtung erfolgt.
  12. Therapieplan, der Parameter umfasst, die einen Partikelstrahl charakterisieren, zur Durchführung eines Bestrahlungsverfahrens nach Anspruch 10 oder 11.
  13. Therapieplan nach Anspruch 12, aufweisend – einen Referenzpunkt zur Positionierung des Patienten in einer Bildgebungs- oder Bestrahlungsposition und – Information über die relative Position von Bildgebungs- und Bestrahlungsposition zueinander.
  14. Therapieplan nach Anspruch 13, wobei die Information in Form eines Verschiebevektors gegeben ist, der eine Verschiebebewegung einer Patientenlagerungsvorrichtung der Therapieanlage definiert, mit der der Patient von der Bildgebungsposition in die Bestrahlungsposition verschiebbar ist.
  15. Therapieplan nach Anspruch 14, wobei der Verschiebevektor zu einer Strahlachse des Partikelstrahls parallel ist.
DE102005053719A 2005-11-10 2005-11-10 Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage Expired - Fee Related DE102005053719B3 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005053719A DE102005053719B3 (de) 2005-11-10 2005-11-10 Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage
PCT/EP2006/068228 WO2007054511A1 (de) 2005-11-10 2006-11-08 Partikeltherapieanlage, therapieplan und bestrahlungsverfahren für eine derartige partikeltherapieanlage
US12/092,692 US7834334B2 (en) 2005-11-10 2006-11-08 Particle therapy system
EP06807775A EP1948313A1 (de) 2005-11-10 2006-11-08 Partikeltherapieanlage, therapieplan und bestrahlungsverfahren für eine derartige partikeltherapieanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005053719A DE102005053719B3 (de) 2005-11-10 2005-11-10 Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005053719B3 true DE102005053719B3 (de) 2007-07-05

Family

ID=37719180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005053719A Expired - Fee Related DE102005053719B3 (de) 2005-11-10 2005-11-10 Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7834334B2 (de)
EP (1) EP1948313A1 (de)
DE (1) DE102005053719B3 (de)
WO (1) WO2007054511A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042340C5 (de) * 2007-09-06 2011-09-22 Mt Mechatronics Gmbh Partikeltherapie-Anlage mit verfahrbarem C-Bogen

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7722456B2 (en) * 2003-03-04 2010-05-25 Igt Method and apparatus for associating symbols with a state of a gaming device
CN1960780B (zh) 2003-08-12 2010-11-17 洛马林达大学医学中心 模块化的患者支撑系统
EP2259664B1 (de) 2004-07-21 2017-10-18 Mevion Medical Systems, Inc. Programmfunkfrequenz-wellenformgenerator für ein synchrozyklotron
EP2389983B1 (de) 2005-11-18 2016-05-25 Mevion Medical Systems, Inc. Strahlentherapie mit geladenen Teilchen
WO2008156803A2 (en) * 2007-06-19 2008-12-24 Jesseph Jerry M Apparatus and method for the treatment of breast cancer with particle beams
US8003964B2 (en) 2007-10-11 2011-08-23 Still River Systems Incorporated Applying a particle beam to a patient
US8581523B2 (en) 2007-11-30 2013-11-12 Mevion Medical Systems, Inc. Interrupted particle source
US8933650B2 (en) 2007-11-30 2015-01-13 Mevion Medical Systems, Inc. Matching a resonant frequency of a resonant cavity to a frequency of an input voltage
US8189889B2 (en) 2008-02-22 2012-05-29 Loma Linda University Medical Center Systems and methods for characterizing spatial distortion in 3D imaging systems
US8669533B2 (en) 2009-10-01 2014-03-11 Vladimir Bashkirov Ion induced impact ionization detector and uses thereof
US8644571B1 (en) 2011-12-06 2014-02-04 Loma Linda University Medical Center Intensity-modulated proton therapy
US10398912B2 (en) * 2012-01-31 2019-09-03 Varian Medical Systems International Ag Method and apparatus pertaining to configuring a radiation-delivery treatment plan
US9185789B2 (en) 2012-09-28 2015-11-10 Mevion Medical Systems, Inc. Magnetic shims to alter magnetic fields
US9301384B2 (en) 2012-09-28 2016-03-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adjusting energy of a particle beam
TW201422279A (zh) 2012-09-28 2014-06-16 Mevion Medical Systems Inc 聚焦粒子束
CN105103662B (zh) 2012-09-28 2018-04-13 梅维昂医疗系统股份有限公司 磁场再生器
US10254739B2 (en) 2012-09-28 2019-04-09 Mevion Medical Systems, Inc. Coil positioning system
ES2739634T3 (es) 2012-09-28 2020-02-03 Mevion Medical Systems Inc Control de terapia de partículas
TW201424467A (zh) 2012-09-28 2014-06-16 Mevion Medical Systems Inc 一粒子束之強度控制
EP2900324A1 (de) 2012-09-28 2015-08-05 Mevion Medical Systems, Inc. Steuerungssystem für einen teilchenbeschleuniger
WO2014052722A2 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Mevion Medical Systems, Inc. Focusing a particle beam using magnetic field flutter
US8791656B1 (en) 2013-05-31 2014-07-29 Mevion Medical Systems, Inc. Active return system
US9730308B2 (en) 2013-06-12 2017-08-08 Mevion Medical Systems, Inc. Particle accelerator that produces charged particles having variable energies
CN110237447B (zh) 2013-09-27 2021-11-02 梅维昂医疗系统股份有限公司 粒子治疗系统
US10675487B2 (en) 2013-12-20 2020-06-09 Mevion Medical Systems, Inc. Energy degrader enabling high-speed energy switching
US9962560B2 (en) 2013-12-20 2018-05-08 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader
US9661736B2 (en) 2014-02-20 2017-05-23 Mevion Medical Systems, Inc. Scanning system for a particle therapy system
US9950194B2 (en) 2014-09-09 2018-04-24 Mevion Medical Systems, Inc. Patient positioning system
US9884206B2 (en) 2015-07-23 2018-02-06 Loma Linda University Medical Center Systems and methods for intensity modulated radiation therapy
US10786689B2 (en) 2015-11-10 2020-09-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adaptive aperture
JP7059245B2 (ja) 2016-07-08 2022-04-25 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 治療計画の決定
US11103730B2 (en) 2017-02-23 2021-08-31 Mevion Medical Systems, Inc. Automated treatment in particle therapy
WO2019006253A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 Mevion Medical Systems, Inc. CONFIGURABLE COLLIMATOR CONTROLLED BY LINEAR MOTORS
EP3934752A1 (de) 2019-03-08 2022-01-12 Mevion Medical Systems, Inc. Abgabe von strahlung durch eine säule und erzeugung eines behandlungsplanes dafür
CN113499548A (zh) * 2021-07-07 2021-10-15 中以康联国际医疗科技有限公司 患者摆位方法及摆位装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH119708A (ja) * 1997-06-25 1999-01-19 Hitachi Medical Corp 放射線治療システム
DE102004062473A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-13 Siemens Ag Medizinische Strahlentherapieanordnung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117829A (en) 1989-03-31 1992-06-02 Loma Linda University Medical Center Patient alignment system and procedure for radiation treatment
US6094760A (en) * 1997-08-04 2000-08-01 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Bed system for radiation therapy
EP0986070B1 (de) 1998-09-11 2010-06-30 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH Ionenstrahl-Therapieanlage und Verfahren zum Betrieb der Anlage
AU2001251364B2 (en) 2000-04-14 2005-06-16 General Mills Marketing, Inc. Freezer-to-oven, laminated, unproofed dough and products resulting therefrom
DE10025913A1 (de) * 2000-05-26 2001-12-06 Schwerionenforsch Gmbh Vorrichtung zum Plazieren eines Tumor-Patienten mit einem Tumor im Kopf-Halsbereich in einem Schwerionentherapieraum
WO2003020196A2 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Tolemac, Llc Antiprotons for imaging and termination of undesirable cells
JP4272157B2 (ja) * 2002-09-18 2009-06-03 パウル・シェラー・インスティトゥート 陽子療法を実施するための装置
EP1584353A1 (de) 2004-04-05 2005-10-12 Paul Scherrer Institut System zur Protonentherapie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH119708A (ja) * 1997-06-25 1999-01-19 Hitachi Medical Corp 放射線治療システム
DE102004062473A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-13 Siemens Ag Medizinische Strahlentherapieanordnung

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE 10 2004 062 473 A1 (ält. Anm.)
J.E. Katuin et al.: "The use of industrial robot arms for high precision patient positioning". CAARI 2002 (Konferenz, Denton/USA) *
JP 10-076 018 A (Abstract)
JP 10076018 A (Abstract) *
T. Kamada et al.: "A horizontal CT system dedicat- ed to heavy-ion beam treatment". Radiother. Oncol. 50 (1999), S. 235-237
T. Kamada et al.: "A horizontal CT system dedicated to heavy-ion beam treatment". Radiother. Oncol.50 (1999), S. 235-237 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042340C5 (de) * 2007-09-06 2011-09-22 Mt Mechatronics Gmbh Partikeltherapie-Anlage mit verfahrbarem C-Bogen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007054511A1 (de) 2007-05-18
EP1948313A1 (de) 2008-07-30
US20080237495A1 (en) 2008-10-02
US7834334B2 (en) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005053719B3 (de) Partikeltherapieanlage, Therapieplan und Bestrahlungsverfahren für eine derartige Partikeltherapieanlage
EP1785161A1 (de) Behandlungsraum einer Partikeltherapieanlage, Therapieplan, Verfahren zur Erstellung eines Therapieplans und Bestrahlungsverfahren
DE102006044139B4 (de) Strahlentherapieanlage und Verfahren zur Anpassung eines Bestrahlungsfeldes für einen Bestrahlungsvorgang eines zu bestrahlenden Zielvolumens eines Patienten
DE102005041122B3 (de) Gantry-System für eine Partikeltherapieanlage, Partikeltherapieanlage und Bestrahlungsverfahren für eine Partikeltherapieanlage mit einem derartigen Gantry-System
DE102005034912B4 (de) Partikeltherapieanlage, Verfahren zum Bestimmen von Steuerparametern einer derartigen Therapieanlage, Strahlentherapieplanungsvorrichtung und Bestrahlungsverfahren
EP1758649B1 (de) Medizinische strahlentherapieanordnung
DE102006046193B3 (de) Partikeltherapieanlage für die Partikeltherapie eines einer Bewegung ausgesetzten Zielvolumens
DE3828639C2 (de) Strahlentherapiegerät
EP1524012B1 (de) Vorrichtung zum Plazieren eines Patienten
EP2352555B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von steuerparametern für eine bestrahlungsanlage
DE69533958T2 (de) Stellvorrichtung bei strahlentherapie
DE102005053971B4 (de) Partikeltherapieanlage mit einem Fluoroskopiesystem zur kontinuierlichen Gewinnung von Durchleuchtungsbilddaten
DE19524951C2 (de) Vorrichtung zur Markierung eines zu bestrahlenden Gebietes eines Patienten
DE102007011154A1 (de) Phantom und Verfahren für die Qualitätsüberprüfung einer medizintechnischen Anlage sowie Partikeltherapieanlage
EP2273856A2 (de) Beschleunigeranlage und Verfahren zur Einstellung einer Partikelenergie
EP2110161A1 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer Bestrahlung und Verfahren zur Überwachung einer solchen
DE4421315A1 (de) Vorrichtung zur Positionierung und Markierung eines Patienten an Diagnosegeräten, z. B. vor und nach der Durchleuchtung in einem Computertomographen
DE102004057726A1 (de) Medizinische Untersuchungs- und Behandlungseinrichtung
EP1795230B1 (de) Medizinische Bestrahlungseinrichtung
DE102011056339B3 (de) Erstellung eines Bestrahlungsplans bei bewegtem Zielvolumen ohne Bewegungskompensation
EP1479411B1 (de) Vorrichtung zur überwachten Tumorbestrahlung
DE102011081422B4 (de) Bildgestützte Strahlentherapie
DE102011056882B4 (de) Ermittlung eines Dosiseintrags in ein zu bestrahlendes Objekt
EP2453986B1 (de) Verfahren zur bestrahlung eines sich bewegenden zielvolumens sowie bestrahlungsanlage
DE102011085946B4 (de) Bildgebungsverfahren bei einem Strahlentherapiegerät und Strahlentherapiegerät

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120601