DE102010043421B4

DE102010043421B4 - Medizinischer Arbeitsplatz und Verfahren zum Betreiben eines medizinischen Arbeitsplatzes

Info

Publication number: DE102010043421B4
Application number: DE102010043421A
Authority: DE
Inventors: Robert Fodor; Michael Müller
Original assignee: KUKA Laboratories GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: DE102010043421A1

Abstract

Medizinischer Arbeitsplatz, aufweisend – eine Lagerungsvorrichtung (6) zum Lagern eines Lebewesens (7), – eine Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3) zum Bestrahlen eines Bereichs (8) des Lebewesens (7) und – einen Roboter (9), der eine Steuervorrichtung (11) und einen Roboterarm (10) aufweist, der mehrere, mittels Gelenken verbundene Glieder, mittels der Steuervorrichtung (11) ansteuerbare Antriebe zum Bewegen der Glieder und eine Befestigungsvorrichtung (12) aufweist, an der die Lagerungsvorrichtung (6) befestigt ist, wobei die Steuervorrichtung (11) derart ausgeführt ist, dass sie entsprechend einer aufgrund einer Bewegung des Lebewesens (7) während des Bestrahlens sich ändernden Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) die Antriebe des Roboterarms (10) derart ansteuert, dass die Lagerungsvorrichtung (6) eine Bewegung ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) zu kompensieren, und die Steuervorrichtung (11) des Roboters (9) mit der Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3) verbunden ist, sodass diese nur dann die Strahlung (3) aktiviert, wenn es möglich ist, dass die Lagerungsvorrichtung (6) eine Bewegung derart ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) zu kompensieren, sodass der Bereich (8) innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen medizinischen Arbeitsplatz für die Strahlentherapie und ein Verfahren zum Betreiben eines medizinischen Arbeitsplatzes für die Strahlentherapie.
Konventionelle medizinische Arbeitsplätze für eine Strahlentherapie, auch Radiotherapie genannt, umfassen eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung, wie z. B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Mittels der Strahlung sollen insbesondere sich schnell teilende Tumorzellen selektiv zerstört werden. Während des Bestrahlens können jedoch auch gesunde Zellen geschädigt werden.
Ist die Position, gegebenenfalls die Lage des zu bestrahlenden Tumors unveränderlich und bekannt, so kann mit Hilfe mathematischer und physikalischer radiologischer Modelle ein Therapieplan ausgearbeitet werden, der eine relativ exakte Dosisapplikation und somit eine minimale radiologische Belastung gesunder Zellen gewährleistet. In der Regel variiert die Gewebelage während der Bestrahlung z. B. als Konsequenz nicht abstellbarer physiologischer Vorgänge, wie z. B. Atmung, Herzschlag oder Verdauung, wodurch die Qualität der Bestrahlung beeinträchtigt wird.
In der aktuellen medizinischen Praxis wird eine Anpassung des Fokusbereichs der Bestrahlung an die statistische Positionsverteilung des zu zerstörenden Tumorgewebes vorgenommen. Dies bedeutet in den meisten Fällen eine Ausdehnung des Fokusbereiches so weit, dass das Tumorgewebe zu jedem Zeitpunkt in diesem Bereich enthalten ist. Diese Praxis hat zur Folge, dass gesundes, den Tumor umlagerndes Gewebe relativ hohen Strahlendosen ausgesetzt wird, was zu einer Verschärfung der Nebenwirkungen der Radiotherapie führt und in einigen Fällen eine Anwendung dieser Therapieform unmöglich macht.
Um dem Tumor umgebendes, gesundes Gewebe zu schonen, kommt in der Praxis auch das so genannte „Gating” zum Einsatz. Hierbei wird die Tumorbewegung z. B. durch Überwachung der Bewegung der Bauchdecke bei Atmung, zusätzlichen Röntgenaufnahmen während der Bestrahlung, etc. beobachtet. Die Strahlung wird nur dann eingeschaltet, wenn sich der Tumor in der richtigen Position befindet.
Die EP 1 749 550 A1 , die US 2005/0218341 A1 und die US 7 199 382 B2 offenbaren medizinische Arbeitsplätze mit roboterarmgeführten Lagerungsvorrichtungen für Patienten und mit Vorrichtungen zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung zum Bestrahlen eines Bereichs des Patienten. Die Arbeitsplätze sind eingerichtet, die Position des zu bestrahlenden Bereichs des Patienten zu erkennen, um mittels der Roboterarme den Patienten derart zu positionieren, dass der zu bestrahlende Bereich bestrahlt werden kann.
Die DE 10 2004 013 174 A1 offenbart eine tablettartige Halterung des zu einer Bestrahlungseinrichtung gehörenden Patiententisches durch einen Industrieroboter und eine computergesteuerte Manipulation des Patienten während der Bestrahlung zu dessen exakter Positionierung. Eine ständige Nachführung der sich rhythmisch bewegenden Organe ist möglich, so dass ein punktgenauer Einsatz des Behandlungsstrahls möglich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten medizinischen Arbeitsplatz für die Strahlentherapie anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen medizinischen Arbeitsplatz, aufweisend

– eine Lagerungsvorrichtung zum Lagern eines Lebewesens,
– eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung zum Bestrahlen eines Bereichs des Lebewesens und
– einen Roboter, der eine Steuervorrichtung und einen Roboterarm aufweist, der mehrere, mittels Gelenken verbundene Glieder, mittels der Steuervorrichtung ansteuerbare Antriebe zum Bewegen der Glieder, und eine Befestigungsvorrichtung aufweist, an der die Lagerungsvorrichtung befestigt ist, wobei die Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass sie eine aufgrund einer Bewegung des Lebewesens während des Bestrahlens sich ändernden Ist-Position des zu bestrahlenden Bereichs die Antriebe des Roboterarms derart ansteuert, dass die Lagerungsvorrichtung eine Bewegung ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position des zu bestrahlenden Bereichs zu kompensieren und die Steuervorrichtung des Roboters mit der Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung verbunden ist, sodass diese nur dann die Strahlung aktiviert, wenn es möglich ist, dass die Lagerungsvorrichtung eine Bewegung derart ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position des zu bestrahlenden Bereichs zu kompensieren, sodass der zu bestrahlende Bereich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines medizinischen Arbeitsplatzes, der eine Lagerungsvorrichtung zum Lagern eines Lebewesens, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung zum Bestahlen eines Bereichs des Lebewesens und einen Roboter aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

– Ermitteln der Ist-Position eines Bereichs eines auf der Lagerungsvorrichtung gelagerten Lebewesens während eines Bestrahlens des Bereichs mittels der Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung,
– aufgrund der ermittelten Ist-Position, insbesondere mittels einer Steuervorrichtung des Roboters automatisches Ansteuern von Antrieben eines mehrere, mittels Gelenken verbundene Glieder und eine Befestigungsvorrichtung, an der die Lagerungsvorrichtung befestigt ist, aufweisenden Roboterarms des Roboters, sodass die Lagerungsvorrichtung zumindest eine Bewegung ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position des zu bestrahlenden Bereichs zu kompensieren,
– nur dann Erzeugen der Strahlung mittels der Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung, wenn es möglich ist, die Lagerungsvorrichtung derart zu bewegen, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position des zu bestrahlenden Bereichs zu kompensieren, sodass der zu bestrahlende Bereich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.

Der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz umfasst demnach die Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung. Solche Vorrichtungen sind als solche bekannt und erzeugen z. B. eine Gammastrahlung, eine Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Die Strahlung wird insbesondere verwendet, einen Tumor eines Lebewesens zu bestrahlen, um dessen Zellen möglichst zu zerstören. Bei dem relevanten Bereich des Lebewesens handelt es sich insbesondere um einen Tumor.
Für die Behandlung bzw. Bestrahlung ist das Lebewesen auf der Lagerungsvorrichtung gelagert. Diese ist z. B. als eine Patientenliege ausgebildet, auf der das Lebewesen, z. B. ein Mensch, liegt. Die Lagerungsvorrichtung ist wiederum am Roboterarm des Roboters befestigt, der Teil des erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatzes ist.
Für die Bestrahlung ist es wünschenswert, dass lediglich der Bereich des Lebewesens, der z. B. einen Tumor darstellt, bestrahlt wird, also von der Strahlung getroffen wird. Gewebe außerhalb des Bereichs, d. h. gegebenenfalls gesundes Gewebe des Lebewesens sollte dagegen nicht bestrahlt werden. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Steuervorrichtung des Roboters die Lagerungsvorrichtung entsprechend der Ist-Position des Bereichs, die sich z. B. aufgrund von Atmung oder Verdauung ständig ändert, ständig derart nachführt, sodass zumindest teilweise die Änderung der Ist-Position des Bereichs des Lebewesens kompensiert wird. Die Lagerungsvorrichtung macht demnach eine geeignete Gegenbewegung zur Bewegung des Bereichs. Somit kann in relativ einfacher Weise sichergestellt werden, dass zumindest der größte Teil der Strahlung den Bereich trifft und nur ein relativ kleiner Teil der Strahlung Gewebe außerhalb des Bereichs trifft. Der Begriff „Steuern” soll weit ausgelegt werden und kann auch „Regeln” umfassen.
Insbesondere zu Beginn der Bestrahlung des Lebewesens kann es vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung des Roboters aufgrund der Soll-Position des Bereichs des Lebewesens die Lagerungsvorrichtung derart ausrichtet, dass die Strahlung den Bereich zumindest größtenteils trifft. Vor Beginn der Bestrahlung wird diese in der Regel geplant, d. h. es wird die Position ermittelt, in der sich der Bereich befindet, sollte sich das Lebewesen nicht bewegen, insbesondere sollte sich der Bereich im Lebewesen nicht bewegen. Dies ist die Soll-Position. Aufgrund dieser erwarteten Position kann das Lebewesen derart relativ zur Vorrichtung zum Erzeugen der Strahlung bzw. zu einer Strahlungsquelle dieser Vorrichtung ausgerichtet werden, sodass die Strahlung möglichst nur den Bereich trifft, sollte er sich an der Soll-Position befinden. Die Steuervorrichtung des Roboters kann dazu die Antriebe des Roboterarms derart zu Beginn der Bestrahlung ansteuern, dass die Lagerungsvorrichtung entsprechend positioniert ist.
Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung des Roboters mit der Vorrichtung zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung verbunden, sodass diese nur dann die Strahlung aktiviert, wenn es möglich ist, dass die Lagerungsvorrichtung eine Bewegung ausführen kann, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position des Bereichs derart zu kompensieren, sodass der Bereich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Gegebenfalls kann es möglich sein, dass sich das Lebewesen während der Bestrahlung derart schnell oder stark bewegt, dass der Roboterarm die Lagerungsvorrichtung nicht schnell genug oder weit genug bewegen kann, sodass der Änderung der Ist-Position des Bereichs nicht ausreichend gut genug gefolgt werden kann. In diesem Fall ist vorgesehen, für diesen Zeitraum nur dann die Bestrahlung durchzuführen oder fortzusetzen, wenn die Lagerungsvorrichtung ausreichend gut, d. h. innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs, nachgeführt werden kann. Andererseits wird die Bestrahlung unterbrochen und erst dann wieder fortgesetzt, wenn die Lagerungsvorrichtung, bewegt durch den Roboterarm, wieder derart ausgerichtet ist, dass sich die Ist-Position relativ zur Strahlung innerhalb des Toleranzbereichs befindet.
Um die Ist-Position des Bereichs während des Bestrahlens zu ermitteln, kann der erfindungsgemäße medizinische Arbeitsplatz eine geeignete Vorrichtung zum Ermitteln der Ist-Position des Bereichs des Lebewesens während des Bestrahlens aufweisen. Geeignete Vorrichtungen sind bereits bekannt.
Die Vorrichtung zum Ermitteln der Ist-Position des Bereichs des Lebewesens kann z. B. ein bildgebendes medizintechnisches Gerät aufweisen, welches eingerichtet ist, während des Bestrahlens Bilder zumindest vom Bereich des Lebewesens zu erstellen, aufgrund derer die Ist-Position des Bereichs des Lebewesens ermittelbar ist. Geeignete bildgebende medizintechnische Geräte sind z. B. Röntgen- oder Magnetresonanzgeräte, oder auch Ultraschallgeräte. Mittels einer Bilddatenverarbeitung kann es möglich sein, die mittels des bildgebenden medizintechnischen Gerätes erstellten Bilder automatisiert zu analysieren, um die Ist-Position des Bereichs zu ermitteln. Es können aber auch andere, nicht bildgebende Methoden verwendet werden, wie z. B. Beobachtung der Lage von beispielsweise auf dem Brustkorb angebrachter LEDs, um einen Rückschluss z. B. mittels eins 4D-CTs auf die Lage des Bereichs, der insbesondere einen Tumor darstellt, zu schließen.
Je nach Ausführungsform des erfindungsgemäßen medizintechnischen Arbeitsplatzes wird demnach ein Bewegungsausgleich in der Steuerung bzw. Steuervorrichtung des Roboters integriert. Dadurch wird es ermöglicht, keine Prädiktion für den zeitlichen Verlauf der Bewegung des Bereichs des Lebewesens zu errechnen zu müssen. Es wird auch ermöglicht, über den Großteil der Behandlung bzw. Bestrahlung den Bereich in Position zu halten.
Aufgrund der Befestigung der Lagerungsvorrichtung am Roboterarm ergeben sich eine relativ hohe Verfahrgeschwindigkeit und ein relativ großer Verfahrweg, die erfindungsgemäß für eine Ausgleichsbewegung insbesondere ohne aufwendige Prädiktion verwendet wird. Dadurch vereinfacht sich die Steuerung soweit, dass diese als zusätzliches Software-Paket in die Robotersteuerung, d. h. Steuervorrichtung des Roboters, integriert werden kann.
Darüber hinaus ermöglicht diese Steuerung bzw. Steuervorrichtung eine bessere Beurteilung der tatsächlichen Position des Bereichs im Verhältnis zur gewünschten Soll-Position. Da insbesondere keine Prädiktion verwendet wird, kann diese Beurteilung auf den aktuellen Ist-Daten der Position erfolgen.
Je nach Ausführungsform kann z. B. folgendes Verfahren mit der robotischen Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatzes verwendet werden:

1. Zu Beginn der Behandlung bzw. Bestrahlung erhält die Robotersteuerung bzw. die Steuervorrichtung des Roboters ll-Position des Bereichs, dem die Soz. B. ein Tumor zugeordnet ist. Auf Grund dieser Information verfährt der Roboter das Lebewesen mittels der Roboterarms und der Lagerungsvorrichtung in eine Ausgangsposition.
2. Mit dem Beginn der Behandlung bzw. der Bestrahlung erhält die Robotersteuerung in relativ kurzen, insbesondere regelmäßigen Intervallen die Ist-Position des Tumors bzw. des Bereichs. Die Detektion der Soll-Position erfolgt beispielsweise durch ein System außerhalb der Robotersteuerung, das heute schon bisweilen in Kliniken vorhanden ist. Mit dieser Information berechnet die Steuervorrichtung eine Fahranweisung für die Lagerungsvorrichtung bzw. für den Roboterarm.
3. Die Steuervorrichtung errechnet weiterhin, ob der Bereich, gegebenenfalls der Tumor innerhalb des nächsten Intervalls für die Soll-Position erreicht werden kann. Hierfür wird dem System beispielsweise auch ein Parameter übergeben, der eine Fehlertoleranz festlegt. Wird sich nach dem nächsten Intervall der Tumor bzw. der Bereich innerhalb dieser Toleranz befinden, wird beispielsweise ein Signal an das übergeordnete Steuersystem bzw. an die Vorrichtung zum Erzeugen der Strahlung gesendet. Der Therapiestrahl, d. h. die Strahlung wird beispielsweise nur dann angeschaltet, wenn dieses Signal aktiv ist.
4. Ist beispielsweise die Steuervorrichtung nicht in der Lage, innerhalb des nächsten Intervalls den Tumor bzw. den Bereich, unter Berücksichtigung der Fehlertoleranz, in die Strahlung zu positionieren, wird das Signal zurückgesetzt. Die übergeordnete Steuerung bzw. die Vorrichtung zum Erzeugen der Strahlung schaltet dann den Therapiestrahl sofort ab.

Aufgrund des erfindungsgemäßen medizinischen Arbeitsplatzes bzw. aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens können sich folgende Vorteile ergeben:

– Die Bewegung des Bereichs, gegebenenfalls des Tumors, relativ zum Therapiestrahl (Strahlung) kann verringert werden. Dadurch kann die Ausdehnung der Strahlung reduziert werden, sodass auch weniger gesundes Gewebe von der Strahlung getroffen wird.
– Der Bereich, gegebenenfalls der Tumor, kann über einen längeren Zeitraum kontinuierlich bestrahlt werden. Dadurch verringern sich die Behandlungsdauer und gegebenenfalls die Kosten für die Strahlenklinik.
– Auf Basis aktueller Informationen kann relativ schnell erkannt werden, wenn der Bereich, gegebenenfalls der Tumor, sich nicht mehr in der „richtigen” Position befindet. Dadurch ist ein schnelles Abschalten der Strahlung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen medizinischen Arbeitsplatz mit einem Roboter und
2 eine Steuervorrichtung des Roboters des medizinischen Arbeitsplatzes.
Die 1 zeigt einen medizinischen Arbeitsplatz 1 für eine Strahlentherapie. Der medizinische Arbeitsplatz 1 umfasst eine dem Fachmann im Prinzip bekannte Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung 3, wie z. B. Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, oder auch beschleunigte Elektronen, Neutronen, Protonen oder schwere Ionen. Die Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung umfasst z. B. eine Strahlungsquelle 4, welche die ionisierende, hochenergetische Strahlung 3 erzeugt.
Der medizinische Arbeitsplatz 1 umfasst ferner eine Lagerungsvorrichtung beispielsweise in Form einer Patientenliege 6, auf der ein Lebewesen 7 liegt, welches mit der Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung bestrahlt werden soll, also für eine Behandlung der ionisierenden, hochenergetischen Strahlung 3 ausgesetzt werden soll. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels soll ein Tumor 8 des Lebewesens 7 bestrahlt werden.
Der medizinische Arbeitsplatz 1 weist ferner einen Roboter 9 auf, der einen Roboterarm 10 und eine in der 2 dargestellte Steuervorrichtung 11 aufweist. Der Roboterarm 10 umfasst mehrere Glieder, die Glieder verbindende Gelenke, mit der Steuervorrichtung 11 in nicht dargestellter Weise verbundene Antriebe, insbesondere elektrische Antriebe zum Bewegen der Glieder, und eine Befestigungsvorrichtung 12 z. B. in Form eines Flansches. An der Befestigungsvorrichtung 12 ist die Patientenliege 6 befestigt, sodass diese mittels des Roboters 9 bewegt werden kann.
Auf der Steuervorrichtung 11 läuft ein Rechnerprogramm in Form einer Robotersteuerung 13, sodass die Steuervorrichtung 11 die Antriebe des Roboterarms 10 derart ansteuert, dass die Position und Orientierung der Befestigungsvorrichtung 12 und somit der Patientenliege 6 im Wesentlichen frei im Raum ausgerichtet werden kann. Die elektrischen Antriebe des Roboters 9 umfassen beispielsweise jeweils einen elektrischen Motor und gegebenenfalls eine die Motoren ansteuernde Leistungselektronik. Die Steuervorrichtung 11 bzw. die Robotersteuerung 13 können gegebenenfalls die Antriebe des Roboterarms 10 auch regeln, sodass im vorliegenden Fall der Begriff „Steuern” auch den Begriff „Regeln” umfassen soll.
Damit die Strahlenbelastung des Lebewesens 7 während der Behandlung möglichst gering ist, sollte möglichst nur der Tumor 8 mittels der hochenergetischen Strahlung 3, jedoch nicht umliegendes gesundes Gewebe bestrahlt werden. Aufgrund einer Bewegung des Lebewesens 7 z. B. bedingt durch Atmung ändert sich die Position, gegebenenfalls auch die Lage des Tumors 8 relativ zur Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung bzw. zu deren Strahlungsquelle 4.
Um eine Bewegung des Lebewesens 7 bzw. eine Änderung der Position, gegebenenfalls auch der Orientierung des Tumors 8 zu berücksichtigen und zumindest teilweise zu kompensieren, ist der Roboter 9 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels derart eingerichtet, die Patientenliege 6 und somit das Lebewesen 7 entsprechend einer Änderung der Position des Tumors 8 zu bewegen. Um dies zu realisieren, ist die Steuervorrichtung 11 beispielsweise mit einem Softwaremodule 14 konfiguriert, welches aufgrund einer Bewegung des Lebewesens 7 bzw. einer Änderung der Position des Tumors 8 die Robotersteuerung 13 derart beeinflusst, sodass diese die Antriebe des Roboterarms 10 derart ansteuert, dass die Patientenliege 6 zumindest teilweise die Bewegung des Tumors 8 kompensiert.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 derart konfiguriert, dass sie während der Behandlung des Lebewesens 7 folgendermaßen arbeitet:
Zu Beginn der Behandlung wird die Soll-Position 15 des Tumors 8 insbesondere relativ zur Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung bzw. zu deren Strahlungsquelle 4 bestimmt. Dies erfolgt mittels konventioneller Methoden, z. B. aufgrund von Röntgen, Computertompgraphie- oder Magnetresonanzaufnahmen vom Tumor 8 des Lebewesens 7. Die Soll-Position 15 des Tumors 8 wird als Eingangssignal bzw. als Parameter der Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 zur Verfügung gestellt.
Während der Behandlung bzw. der Bestrahlung des Tumors 8 wird die Ist-Position 16 des Tumors 8 bestimmt. Dies erfolgt insbesondere mittels konventioneller Methoden, z. B. mittels geeigneter Vorrichtungen, die bereits im Einsatz sind und Stand der Technik sind. Die Änderung der Position des Tumors 8, d. h. eine Bewegung des Tumors 8 wird z. B. durch eine Beobachtung oder Überwachung der Bewegung der Bauchdecke des Lebewesens 7 insbesondere in automatisierter Weise ermittelt. Die Ist-Position 16 des Tumors 8 während der Bestrahlung kann aber auch mittels Bilder vom Tumor 8, die während des Bestrahlens z. B. in regelmäßigen oder auch unregelmäßigen Abständen z. B. mittels eines bildgebenden medizintechnischen Gerätes 5, beispielsweise einem Röntgen- oder Ultraschallgerätes, ermittelt werden. Während der Bestrahlung wird der Steuervorrichtung 11 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen eine Information über die Ist-Position 16 des Tumors 8 zur Verfügung gestellt.
Aufgrund der Information über die Ist-Position 16 des Tumors 8 errechnet die Steuervorrichtung 11 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Position bzw. Bewegung der Patientenliege 6, sodass der Tumor 8 während der Bestrahlung von der hochenergetischen Strahlung 3 getroffen, das angrenzende gesunde Gewebe jedoch möglichst nicht von der hochenergetischen Strahlung 3 getroffen wird. Aufgrund dieser Berechnung steuert die Steuervorrichtung 11 die Antriebe des Roboterarms 10 derart an, sodass die Befestigungsvorrichtung 12 die Patientenliege 6 derart bewegt, dass der Tumor 8 im Fokus der Strahlung 3 liegt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 mit der Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung verbunden und kann dieser ein Signal 17 übermitteln. Die Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 ist ferner derart ausgeführt, dass sie abschätzt, ob für den nächsten Berechnungszeitraum die Patientenliege 6 derart bewegt werden kann, dass die Strahlung 3 den Tumor 8 trifft, jedoch gleichzeitig möglichst wenig gesundes Gewebe des Lebewesens 7 trifft. Trifft dies zu, dann steuert die Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 die Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung derart an, dass diese die Strahlungsquelle 4 einschaltet bzw. eingeschaltet lässt, um den Tumor 8 zu bestrahlen. Ist es jedoch innerhalb einer bestimmten Toleranzgrenze nicht möglich, den Tumor 8 ohne gesundes Gewebe zu bestrahlen, so steuert die Steuervorrichtung 11 des Roboters 10 die Vorrichtung 2 zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung derart an, dass diese ihre Strahlungsquelle 4 ausschaltet bzw. ausgeschaltet lässt.

Claims

Medizinischer Arbeitsplatz, aufweisend – eine Lagerungsvorrichtung (6) zum Lagern eines Lebewesens (7), – eine Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3) zum Bestrahlen eines Bereichs (8) des Lebewesens (7) und – einen Roboter (9), der eine Steuervorrichtung (11) und einen Roboterarm (10) aufweist, der mehrere, mittels Gelenken verbundene Glieder, mittels der Steuervorrichtung (11) ansteuerbare Antriebe zum Bewegen der Glieder und eine Befestigungsvorrichtung (12) aufweist, an der die Lagerungsvorrichtung (6) befestigt ist, wobei die Steuervorrichtung (11) derart ausgeführt ist, dass sie entsprechend einer aufgrund einer Bewegung des Lebewesens (7) während des Bestrahlens sich ändernden Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) die Antriebe des Roboterarms (10) derart ansteuert, dass die Lagerungsvorrichtung (6) eine Bewegung ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) zu kompensieren, und die Steuervorrichtung (11) des Roboters (9) mit der Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3) verbunden ist, sodass diese nur dann die Strahlung (3) aktiviert, wenn es möglich ist, dass die Lagerungsvorrichtung (6) eine Bewegung derart ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) zu kompensieren, sodass der Bereich (8) innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
Medizinischer Arbeitsplatz nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung (11) des Roboters (9) eingerichtet ist, aufgrund der Soll-Position (15) des zu bestrahlenden Bereichs (8) des Lebewesens (7) die Lagerungsvorrichtung (6) derart auszurichten, dass die Strahlung (3) zumindest größtenteils den zu bestrahlenden Bereich (8) trifft.
Medizinischer Arbeitsplatz nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine Vorrichtung (18) zum Ermitteln der Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) des Lebewesens (7) während des Bestrahlens.
Medizinischer Arbeitsplatz nach Anspruch 3, bei dem die Vorrichtung (18) zum Ermitteln der Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) des Lebewesens (7) ein bildgebendes medizintechnisches Gerät (18) aufweist, welches eingerichtet ist, während des Bestrahlens Bilder zumindest von diesem Bereich (8) des Lebewesens (7) zu erstellen, aufgrund derer die Ist-Position (16) dieses Bereichs (8) des Lebewesens (7) ermittelbar ist.
Verfahren zum Betrieben eines medizinischen Arbeitsplatzes, der eine Lagerungsvorrichtung (6) zum Lagern eines Lebewesens (7), eine Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3) zum Bestrahlen eines Bereichs (8) des Lebewesens (7) und einen Roboter (9) aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Ermitteln der Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) eines auf der Lagerungsvorrichtung (6) gelagerten Lebewesens (7) während eines Bestrahlens dieses Bereichs (8) mittels der Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3), – aufgrund der ermittelten Ist-Position (16), insbesondere mittels einer Steuervorrichtung (11) des Roboters (9), automatisches Ansteuern von Antrieben eines mehrere, mittels Gelenken verbundene Glieder und eine Befestigungsvorrichtung (12), an der die Lagerungsvorrichtung (6) befestigt ist, aufweisenden Roboterarms (10) des Roboters (9), sodass die Lagerungsvorrichtung (6) eine Bewegung ausführt, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) zu kompensieren, und – nur dann Erzeugen der Strahlung (3) mittels der Vorrichtung (2) zum Erzeugen einer ionisierenden, hochenergetischen Strahlung (3), wenn es möglich ist, die Lagerungsvorrichtung (6) derart zu bewegen, um zumindest teilweise die sich ändernde Ist-Position (16) des Bereichs (8) zu kompensieren, sodass der zu bestrahlende Bereich (8) innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, aufweisend, aufgrund der Soll-Position (15) des zu bestrahlenden Bereichs (8) des Lebewesens (7), ein Ausrichten der Lagerungsvorrichtung (6) derart, dass die Strahlung (3) diesen Bereich (8) trifft.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, aufweisend ein Ermitteln der Ist-Position (16) des zu bestrahlenden Bereichs (8) des Lebewesens (7) während des Bestrahlens mittels während des Bestrahlens aufgenommener Bilder zumindest von diesem Bereich (8) des Lebewesens (7).
Verfahren nach Anspruch 7, aufweisend ein Erstellen der Bilder mittels eines bildgebenden medizintechnischen Gerätes (5).