DE102011075448B4 - Therapeutische Behandlungseinrichtung mit Bestrahlungseinrichtung und Röntgenbildaufnahmevorrichtung, sowie Verfahren zum Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung bzw. eines Brennpunkts - Google Patents

Therapeutische Behandlungseinrichtung mit Bestrahlungseinrichtung und Röntgenbildaufnahmevorrichtung, sowie Verfahren zum Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung bzw. eines Brennpunkts Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung (28) im Wirkbereich einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14), die im Betrieb Photonen-, Elektronen-, Ionenstrahlen oder Teilchenstrahlen abgibt, wobei die Position und/oder Lage eines vorbestimmten Objekts (12) bezüglich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung wiederholt nach einem vorbestimmten Kriterium mittels eines 2D-Röntgenbilddatensatzes ermittelt wird, der mit einer im Bereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) bereitgestellten Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) gewonnen wird, und wobei in Abhängigkeit von dieser so ermittelten Position und/oder Lage die Patientenlagerungseinrichtung (28) jeweils automatisch eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbringen eines Patienten, der das vorbestimmte Objekt beinhaltet, in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit einem Computertomographen ein erster 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S10), anhand dessen das vorbestimmte Objekt identifiziert wird (S12), und sodann nach dem Verbringen (S16) des Patienten (10) in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit der Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) ein zweiter 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S18), der mit dem ersten 3D-Röntgenbilddatensatz registriert wird (S20), sodass eine erste Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts (12) bzgl. der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) ermittelt wird, und nachfolgend anhand des 2D-Röntgenbilddatensatzes (S22) jeweils eine Änderung der Position und/oder Lage bezüglich der ersten Position und/oder Lage durch Bilderkennung ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine therapeutische Behandlungseinrichtung mit einer Patientenlagerungseinrichtung, mit einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung zum Abgeben von Photonenstrahlen (insbesondere hochenergetischer Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung), Elektronenstrahlen, Ionenstrahlen oder gar Teilchenstrahlen an einen auf der Patientenlagerungseinrichtung lagernden Patienten, sowie mit einer Röntgenbildaufnahmevorrichtung zum Gewinnen von 2D-Bilddatensätzen des Patienten (also Röntgenbildern), und schließlich mit einer Datenverarbeitungseinrichtung.
  • Eine solche therapeutische Behandlungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 ist aus der DE 10 2006 026 490 B4 bekannt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung im Wirkbereich einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Ansteuern von Mitteln zum Einstellen eines Brennpunkts von einer solchen therapeutischen Bestrahlungseinrichtung abgestrahlten Strahlung.
  • Therapeutische Bestrahlungseinrichtungen dienen dazu, malignes Körpergewebe eines Patienten, insbesondere Tumoren, durch Eintrag von Energie zu zerstören. Typischerweise verwendet man hierzu hochenergetische Röntgenstrahlung oder gar Gammastrahlen. Es kommt hierbei darauf an, dass der Brennpunkt der abgestrahlten Strahlung möglichst genau den Tumor trifft, aber das umgebende Gewebe nicht, sodass dieses nicht geschädigt wird.
  • Typischerweise gewinnt man vor der therapeutischen Behandlung einen 3D-Bilddatensatz des Patienten. Üblicherweise gewinnt man ihn mithilfe eines Computertomographen mit hoher Bildqualität. Anhand des so gewonnenen 3D-CT-Datensatzes lässt sich dann das maligne Gewebe identifizieren, entweder durch automatische Bilderkennung oder typischerweise durch Empfang einer Eingabe eines behandelnden Arztes, der das Gewebe markiert. Möglicherweise kann der behandelnde Arzt auch zunächst Tumorgewebe markieren, und dann erfolgt eine automatische Bilderkennung in der Umgebung der Markierung, um zu erfassen, was zu dem Tumor gehört, und was nicht.
  • Der behandelnde Arzt erstellt dann den so genannten Bestrahlungsplan, legt also fest, aus welcher Richtung mit welcher Intensität und Strahlungsdauer (mit welcher Gesamtdosis) der Patient zu bestrahlen ist. Der Patient wird sodann in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung gebracht. Dort ist zusätzlich eine Röntgenbildaufnahmevorrichtung vorhanden, um während der Behandlung des Patienten Röntgenbilder zu gewinnen.
  • Die DE 10 2006 026 490 B4 beschreibt, dass an dem Patienten Bewegungssensoren angebracht sein können, um darauf reagieren zu können, dass sich der Patient während der Behandlung bewegt.
  • Da ja das Ziel darin besteht, die Behandlungsstrahlung soweit wie möglich in das maligne Gewebe zu applizieren, darf sich der Patient während der Behandlung möglichst wenig bewegen. Die Verwendung von Bewegungssensoren hat sich nicht durchgesetzt.
  • In der DE 10 2004 048 212 A1 ist eine Strahlentherapieanlage beschrieben, die eine Gantry mit einem Therapiestrahlauslass sowie zwei Bildeinheiten umfasst. Eine Aufnahme von Röntgenprojektionen zur Patientenpositionierung erfolgt während derselben, durch die Gantry vorgegebene Rotationsbewegung mittels der Bildeinheiten. Zur Lokalisierung der zu bestrahlen den Körperregion eines Patienten werden aus einer Vielzahl von Projektionsrichtungen mittels der Bildeinheiten zweidimensionale Röntgenbilder aufgenommen, aus welchen ein dreidimensionaler Bilddatensatz des zu untersuchenden Körperbereichs des Patienten errechnet wird. Die Bildaufnahme erfolgt vor Beginn der eigentlichen Bestrahlungsphase und kann zu Kontrollzwecken auch während der Bestrahlungsphase aufrecht erhalten werden.
  • In der US 5 207 223 A ist eine Bestrahlungseinrichtung beschrieben, bei welcher während der Bestrahlung ein Patiententisch oder eine Bestrahlungseinrichtung positioniert werden, um den Fokus der Bestrahlungseinrichtung innerhalb einer zu bestrahlenden Zielregion eines Körpers zu halten. Das Einstellen der Positionen erfolgt in Abhängigkeit von Bilddaten zweier Röntgenapparate. Die 2D-Röntgenbilddaten werden mit einem dreidimensionalen Modell der zu behandelnden Körperregion verglichen, um so eine Bewegung des Patienten zu erkennen. Das dreidimensionale Modell befindet sich in einem Speicher der Behandlungseinrichtung. Für die Zuordnung der 2D-Röntgenbilddaten zu dem dreidimensionalen Modell werden Markierungspunkte, wie beispielsweise Knochen oder auch implantierte Drähte, genutzt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Unterstützung bereitzustellen, damit der Patient möglichst optimal behandelt wird, also möglichst viel der Behandlungsstrahlung in das maligne Gewebe appliziert wird.
  • Die Aufgabe wird in einem Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst, in einem anderen Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 3 gelöst, und schließlich durch eine therapeutische Behandlungseinrichtung gemäß Patentanspruch 7 gelöst.
  • Bei dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt erfolgt das Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung im Wirkbereich einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung, die im Betrieb Photonen-, Elektronen-, Ionenstrahlen oder Teilchenstrahlen abgibt, dadurch, dass die Position und/oder die Lage eines vorbestimmten Objekts (nämlich insbesondere eines Tumors) bezüglich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung wiederholt durch Bilderkennung nach einem vorbestimmten Kriterium anhand eines 2D-Röntgenbilddatensatzes ermittelt wird, der mit einer im Bereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Röntgenbildaufnahmevorrichtung gewonnen wird. In Abhängigkeit von dieser so ermittelten Position und/oder Lage wird die Patientenlagerungseinrichtung jeweils automatisch eingestellt, insbesondere verschoben, gekippt oder gedreht.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mithilfe von Röntgenbildern zuverlässig ein jeweils aktuelles Ermitteln der Position bzw. Lage des vorbestimmten Objekts möglich ist, und dass dies dazu genutzt werden kann, die Patientenlagerungseinrichtung nachzuführen. Im Zweifel erfolgt das Nachführen so, dass eine Änderung in der Position und/oder Lage durch das Einstellen jeweils genau wieder ausgeglichen wird, d. h. der Tumor im Vergleich zur therapeutischen Bestrahlungseinrichtung mehr oder weniger exakt feststehen bleibt, auch wenn sich der Patient bewegt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern von Mitteln zum Einstellen eines Brennpunkts von einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung abgestrahlten Strahlung beinhaltet, dass die Position und/oder Lage eines vorbestimmten Objekts bezüglich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung wiederholt anhand eines 2D-Röntgenbilddatensatzes ermittelt wird, der mit einer im Bereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Röntgenbildaufnahmevorrichtung gewonnen wird, und zwar nach einem vorbestimmten Kriterium. In Abhängigkeit von dieser Position und/oder Lage werden die Mittel zum Einstellen jeweils automatisch angesteuert.
  • Auch hier wird die Erkenntnis genutzt, dass Röntgenbilder besonders zuverlässig zur Feststellung der Position und/oder Lage eines Tumors dienen könnten. Vorliegend wird aber nicht der Patient nachgeführt, sondern die Abstrahlung der Behandlungsstrahlung angepasst.
  • Bei der Erfindung wird vor dem Verbringen eines Patienten, der das vorbestimmte Objekt beinhaltet (also einen Tumor aufweist), in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung mit einer Bildaufnahmevorrichtung ein 3D-Bilddatensatz gewonnen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Bildaufnahmevorrichtung um einen Computertomographen, der einen ersten 3D-Röntgenbild-datensatz gewinnt. Anhand des ersten 3D-(Röntgen-)Bilddatensatzes wird das vorbestimmte Objekt identifiziert, wobei ggf. über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle Signale empfangen werden, die ein behandelnder Arzt eingibt, um das vorbestimmte Objekt (den Tumor) zu markieren. Sodann wird nach dem Verbringen des Patienten in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungsquelle mit der dort vorhandenen Röntgenbildaufnahmevorrichtung ein zweiter 3D-Röntenbilddatensatz gewonnen, der mit dem ersten 3D-(Röntgen-)Bilddatensatz registriert wird. Auf diese Weise wird die Position und/oder Lage des vorstehenden Objekts bzgl. der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung erstmals ermittelt. Nachfolgend wird dann anhand des jeweils gewonnenen 2D-Röntgenbilddatensatzes eine Änderung der Position und/oder Lage bzgl. dieser ersten Position und/oder Lage durch Bilderkennung ermittelt.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der behandelnde Arzt oder ein automatischer Bilderkennungsalgorithmus nur an hochqualitativen Bilddatensätzen wie etwa einem CT-Bilddatensatzes einen Tumor zuverlässig erkennen kann. Die Röntgenbildaufnahmevorrichtung, die Teil der therapeutischen Behandlungseinrichtung ist, braucht dann nicht diese Leistungsfähigkeit zu haben, und es genügt, dass lediglich grob ermittelt werden kann, wo der bereits anhand des ersten 3D-Röntgenbilddatensatzes erkannte Tumor sitzt. Durch das Registrieren, also das lage- und dimensionsrichtige Zuordnen der Koordinatensysteme zueinander, d. h. also das Angeben einer Abbildungsvorschrift, ist es nicht nachteilig, dass zwei unterschiedliche Bildaufnahmevorrichtungen, nämlich der Computertomograph und die Röntgenbildaufnahmevorrichtung der therapeutischen Behandlungseinrichtung nacheinander eingesetzt werden.
  • Gegebenenfalls können die Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zusammen, also gleichzeitig und unter Erzielung eines Synergieeffekts durchgeführt werden. Ggf. kann es auch von der jeweiligen Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts abhängig gemacht werden, ob überhaupt die Patientenlagerungseinrichtung eingestellt wird oder der Brennpunkt oder beides. So kann situationsabhängig jeweils die beste Reaktion erfolgen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das vorbestimmte Kriterium, dass zu einer Mehrzahl von (z. B. über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle von dem Arzt festgelegten und eine Datenverarbeitungseinrichtung empfangenen) Punkten in dem vorbestimmten Objekt die Änderung der Relativlage bezüglich eines Referenzpunktes (der ebenfalls durch den Arzt festgelegt und durch die Datenverarbeitungseinrichtung empfangen werden kann) ermittelt wird. Anhand dieser Relativlagen wird sodann die Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts definiert, insbesondere unter Verwendung des mittleren quadratischen Abstands.
  • In diesem Aspekt beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass die Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts als solche nicht präzise angebbar ist, wenn sich das vorbestimmte Objekt in sich bewegt, z. B. in eine Richtung ausdehnt und in die andere Richtung nicht; dann muss zwangsläufig mit Definitionen im Rahmen eines vorbestimmten Kriteriums gearbeitet werden, die eine Mittelung u. ä. beinhalten.
  • Die therapeutische Behandlungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7 umfasst erfindungsgemäß eine erste Einstelleinrichtung zum Ändern der Position und/oder Lage der Patientenlagerungseinrichtung. Sie umfasst zusätzlich oder alternativ eine zweite Einstelleinrichtung zum Ändern eines Brennpunkts der von der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung abgegebenen Strahlen. Ihre Datenverarbeitungseinrichtung ist dazu ausgelegt, mithilfe der Röntgenbildaufnahmevorrichtung gewonnene (2D-)Bilddatensätze einer Bilderkennung zu unterziehen und dadurch zumindest einen Datenwert zu gewinnen, dem zumindest ein Steuerbefehl an die erste Einstelleinrichtung und/oder zumindest einen Steuerbefehl an die zweite Einstelleinrichtung zugeordnet wird, und sie ist dazu ausgelegt, nachfolgend diesen Steuerbefehl dann auch abzugeben bzw. diese Steuerbefehle abzugeben.
  • Durch die erfindungsgemäße therapeutische Behandlungseinrichtung werden wahlweise oder komplementär und zusammenwirkend die Verfahren nach Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 3 automatisch durchgeführt. Die zu diesem genannten Vorteile gelten mutatis mutandis auch für die therapeutische Behandlungseinrichtung.
  • Bei der therapeutischen Behandlungseinrichtung ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgelegt, einen ersten 3D-(CT-)Bilddatensatz zu empfangen und entweder eine zugehörige Auswerteinformation ebenfalls zu empfangen oder aus dem ersten 3D-Bilddatensatz abzuleiten. Sie ist ferner dazu ausgelegt, aus einer Mehrzahl von 2D-Röntgenbilddaten-sätzen einen zweiten 3D-Bilddatensatz zu berechnen und diesen mit dem ersten 3D-Bilddatensatz zu registrieren, wobei sodann aufgenommene 2D-Röntgenbilddatensätze einer Bilderkennung unterzogen werden und der Datenwert unter Verwendung der zugehörigen Auswerteinformation ermittelt wird.
  • Unter Auswerteinformation ist vorliegend die Information zu verstehen, wo der Tumor sitzt bzw. in welchem Bereich die Strahlung aufgrund des Behandlungsplanes des Arztes zu applizieren ist. Entweder kann diese Information mit dem 3D-CT-Bilddatensatz verknüpft sein und dann mit diesem von einer Datenverarbeitungseinrichtung außerhalb der therapeutischen Behandlungseinrichtung zu der Datenverarbeitungseinrichtung der therapeutischen Behandlungseinrichtung gesendet werden, oder aber es ist an der therapeutischen Behandlungseinrichtung eine Mensch-Maschine-Schnittstelle vorhanden, über die die Auswerteinformation empfangen wird. Gegebenenfalls kann eben sogar durch Bilderkennung durch die Datenverarbeitungseinrichtung der therapeutischen Behandlungseinrichtung selbst die Auswerteinformation gewonnen werden.
  • Die Auslegung der Datenverarbeitungseinrichtung kann darin bestehen, dass sie geeignet programmiert ist, d. h. dass in einem zugehörigen Speicher (insbesondere einem Festwertspeicher) ein entsprechendes Computerprogramm abgelegt ist, das durch die Datenverarbeitungseinrichtung zum Laufen gebracht werden kann.
  • Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben, in der
  • 1 in schematischer Darstellung die wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen therapeutischen Behandlungseinrichtung veranschaulicht,
  • 2 ein Flussschaubild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens in beiden Aspekten ist, und
  • 3 eine Schemadarstellung zur Erläuterung von Größen ist, die in einer Formel verwendet werden, welche bei dem Erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird.
  • Eine im Ganzen mit 100 bezeichnete therapeutische Behandlungseinrichtung dient zur Behandlung eines Patienten 10, der einen Tumor 12 hat. In den Tumor soll hochenergetische Strahlung, z. B. Gamma-Strahlung durch eine therapeutische Bestrahlungseinrichtung 14 appliziert werden. Diese umfasst eine Strahlungsquelle 16 sowie eine Einrichtung zum Fokussieren 18. Wesentlich ist, dass der Fokus der Strahlung genau im Bereich des Tumors 12 liegt. Die Strahlungsquelle 16 und die Einrichtung 18 zum Einstellen des Fokus werden von einer Datenverarbeitungseinrichtung 20 angesteuert. Zur therapeutischen Behandlungseinrichtung 100 gehört auch eine Röntgenbildaufnahmevorrichtung 22, die eine Röntgenstrahlungsquelle 24 und einen Röntgenstrahlungsdetektor 26 umfasst, welche beide an einem Röntgen-C-Bogen angeordnet sind, der durch eine der Übersicht halber in der Figur nicht gezeigte Vorrichtung im Raum verfahrbar ist. Es soll sich bei der Röntgenbildaufnahmevorrichtung 22 insbesondere um ein Röntgenangiographiesystem nach Art des DynaCT® der Firma Siemens AG handeln.
  • Der Patient 10 befindet sich auf einer Patientenliege 28, die durch Motoren 30 gemäß den Pfeilen 32 in x-, y- und z-Richtung, also in alle drei Raumrichtungen verfahrbar ist. Auch die Motoren 30 werden von der Datenverarbeitungseinrichtung 20 angesteuert.
  • Es wird nun ein Verfahren durchgeführt, das anhand von 2 erläutert wird:
    Das Verfahren beinhaltet, dass in Schritt S10 vor dem Verbringen des Patienten 10 in die in 1 gezeigte Lage auf den Patiententisch 28 ein 3D-Röntgen-Bilddatensatz mithilfe eines Computertomographen gewonnen ist, der vorliegend als erster CT-Bilddatensatz als 3D-CT1-Bilddatensatz bezeichnet wird. Bei einem 3D-Bilddatensatz werden Volumenelementen im Raum Grauwerte zugeordnet, die ein Maß für die Schwächung von Röntgenstrahlen durch den Patienten im Bereich des jeweiligen Volumenelements sind. Bei einem hochqualitativen 3D-CT-Bilddatensatz lassen sich Darstellungen gewinnen, anhand derer ein behandelnder Arzt einen Tumor erkennen kann. In Schritt S12 erfolgt die Bestimmung der Tumorlage, d. h. eine Datenverarbeitungseinrichtung, die dem Arzt bereits eine graphische Darstellung zur Verfügung stellt, empfängt Eingaben des Arztes, durch die dieser bzgl. des 3D-CT1-Bilddatensatzes festlegt, welche Volumenelemente dem Tumor zugehörig sind bzw. welche noch in dessen Umgebung liegen und mit einbezogen werden. Der behandelnde Arzt stellt sodann in Schritt S14 einen Bestrahlungsplan auf, legt also fest, mit welcher Dosis aus welcher Richtung der Patient 10 von der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung 14 mit Gammastrahlen zu behandeln ist. Der Patient 10 wird sodann in Schritt S16 in diese therapeutische Behandlungsvorrichtung 100 verbracht.
  • Nun kann in Schritt S18 mithilfe der Röntgenbildaufnahmevorrichtung 22 (also des Röntgenangiographiesystems) anhand einer Vielzahl von 2D-Bilddatensätzen abermals ein 3D-Bilddatensatz gewonnen werden, der vorliegend als 3D-CT2-Bilddatensatz bezeichnet wird, weil es sich um einen der Computertomographie gleichkommenden Bilddatensatz handelt, der gleichwohl eine geringere Bildqualität bereitstellt als der 3D-CT1-Bilddatensatz. In Schritt S20 werden dann diese beiden Bilddatensätze, die in Schritt S10 und S18 gewonnen wurden, miteinander registriert. Das Registrieren beinhaltet das Ermitteln einer Abbildungsvorschrift von einem Bilddatensatz auf den anderen, also ein lage- und dimensionsrichtiges Zuordnen. Mit anderen Worten weiß man nach dem Registrieren, das zum Beispiel mithilfe von Ähnlichkeitsmaßen durchgeführt wird, welche Volumenelemente aus dem 3D-CT1-Bilddatensatz welchen Volumenelementen aus den 3D-CT2-Bilddatensatz entsprechen. Damit ist aber dem Röntgenangiographiesystem 22 ein Koordinatensystem zugeordnet, das seinerseits dem 3D-CT1-Bilddatensatz zugeordnet ist.
  • Man kann also aktuell von dem Patienten aufgenommene 2D-Röntgenbilddatensätze (Röntgenbilder) in Beziehung zu den ursprünglich gewonnenen Daten, dem 3D-CT1-Bilddatensatz und daraus abgeleiteten Daten, setzen. In Schritt S22 wird ein solcher neuer 2D-Röntgenbilddatensatz mithilfe der Röntgenbildaufnahmevorrichtung 22 gewonnen.
  • Nun lässt sich diesem neuen 2D-Bilddatensatz ein 2D-Bilddatensatz in Schritt S24 zuordnen, der anhand des 3D-CT1-Bilddatensatzes ermittelt wird, nämlich durch die so genannte Vorwärtsprojektion. Mit anderen Worten wird aus dem 3D-CT1-Bilddatensatz diejenige Darstellung bereitgestellt, die genau der Darstellung entspricht, wie sie der 2D-Bilddatensatz zeigt. Würde man die beiden Bilddatensätze aus den Schritten S22 und S24 überlagern, so würden genau entsprechende Körperbereiche des Patienten aufeinander zum Liegen kommen. Allerdings hat sich der Patient 10 möglicherweise bewegt. Aus diesem Grunde gibt es eine Abweichung, die bei der Überlagerung bzw. einer Zuordnung der Bilddaten aus den beiden 2D-Bilddatensätzen nach Schritt S22 und S24 zutage tritt. In Schritt S26 lässt sich somit eine mittlere Bewegung des Tumors ermitteln. Hierzu wird beispielsweise ein Referenzpunkt PR mit den Koordinaten UL, VL, wobei U und V die Koordinaten in der Ebene des Röntgenstrahlungsdetektors 26 sind, ausgewählt, der bei einer Bewegung des Patienten möglichst unbewegt bleibt. Beispielsweise kann bei einem Tumor in der Lunge des Patienten ein Wirbel aus der Wirbelsäule des Patienten markiert werden. Nun werden im Tumor des Patienten eine Mehrzahl von Punkten P1, P2, P3, P4 markiert. Diese haben die Koordinaten Ui, Vi mit i = 1, ..., 4.
  • Man berechnet nun die Wurzel des mittleren Abstandsquadrats gemäß der Formel d0 = (Σ((Ui – UL)2 + (Vi – VL)2))1/2
  • Nun ermittelt man zu den Punkten P1, P2, P3 und P4, die vorab festgelegt wurden, die neue Position mit den Koordinaten U'i, V'i (mit i = 1, ..., 4). Man kann nun den neuen Abstand d definieren gemäß der Formel d = (Σ((U'i – UL)2 + (V'i – VL)2))1/2
  • Man hat somit die mittlere Bewegung d – d0 des Tumors in Schritt S26 ermittelt. In Schritt S28 erfolgt sodann eine Korrektur in der Patientenlage durch Ansteuerung der Motoren 30 durch die Datenverarbeitungseinrichtung 20: Die Patientenliege 28 wird einfach um den Abstand Δd = d0 – d verschoben, gegebenenfalls kann die richtige Richtung hierfür als Vektor ermittelt werden.
  • Genauso kann in Schritt S30 eine Korrektur des Fokus der Gamma-Strahlen erfolgen, indem die Datenverarbeitungseinrichtung 20 die Einrichtung 18 zum Einstellen des Fokus entsprechend ansteuert. Ggf. erfolgen die Schritte S28 und S30 nicht alternativ zueinander, sondern so, dass insgesamt die mittlere Bewegung des Tumors ausgeglichen wird gegenüber dem Zustand, wie er zuvor herrschte, nämlich insbesondere bei Aufnahmen des 3D-CT2-Bilddatensatzes in Schritt S18. Die Schritte S22, S24, S26, S28 und S30 werden sodann beliebig oft wiederholt, bis die Behandlung abgeschlossen ist (das Abbruchkriterium ist der Übersicht halber in der 2 nicht dargestellt).
  • Durch die Erfindung wird eine technische Unterstützung gegeben, um während der therapeutischen Bestrahlungsbehandlung dafür zu sorgen, dass ein Tumor 12 möglichst präzise vom Fokus der Gamma-Strahlung getroffen wird.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einstellen einer Patientenlagerungseinrichtung (28) im Wirkbereich einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14), die im Betrieb Photonen-, Elektronen-, Ionenstrahlen oder Teilchenstrahlen abgibt, wobei die Position und/oder Lage eines vorbestimmten Objekts (12) bezüglich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung wiederholt nach einem vorbestimmten Kriterium mittels eines 2D-Röntgenbilddatensatzes ermittelt wird, der mit einer im Bereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) bereitgestellten Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) gewonnen wird, und wobei in Abhängigkeit von dieser so ermittelten Position und/oder Lage die Patientenlagerungseinrichtung (28) jeweils automatisch eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbringen eines Patienten, der das vorbestimmte Objekt beinhaltet, in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit einem Computertomographen ein erster 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S10), anhand dessen das vorbestimmte Objekt identifiziert wird (S12), und sodann nach dem Verbringen (S16) des Patienten (10) in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit der Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) ein zweiter 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S18), der mit dem ersten 3D-Röntgenbilddatensatz registriert wird (S20), sodass eine erste Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts (12) bzgl. der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) ermittelt wird, und nachfolgend anhand des 2D-Röntgenbilddatensatzes (S22) jeweils eine Änderung der Position und/oder Lage bezüglich der ersten Position und/oder Lage durch Bilderkennung ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Patientenlagerungseinrichtung (28) zum jeweiligen Einstellen verschoben, gekippt oder gedreht wird.
  3. Verfahren zum Ansteuern von Mitteln (18) zum Einstellen eines Brennpunkts von von einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) abgestrahlter Strahlung, wobei die Position und/oder Lage eines vorbestimmten Objekts (12) bzgl. der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) wiederholt nach einem vorbestimmten Kriterium anhand eines 2D-Röntgenbilddatensatzes ermittelt wird, der mit einer im Bereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) bereitgestellten Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) gewonnen wird, und wobei in Abhängigkeit von dieser so ermittelten Position und/oder Lage die Mittel (18) zum Einstellen jeweils automatisch angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbringen eines Patienten, der das vorbestimmte Objekt beinhaltet, in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit einem Computertomographen ein erster 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S10), anhand dessen das vorbestimmte Objekt identifiziert wird (S12), und sodann nach dem Verbringen (S16) des Patienten (10) in den Wirkbereich der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) mit der Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) ein zweiter 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnen wird (S18), der mit dem ersten 3D-Röntgenbilddatensatz registriert wird (S20), sodass eine erste Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts (12) bzgl. der therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) ermittelt wird, und nachfolgend anhand des 2D-Röntgenbilddatensatzes (S22) jeweils eine Änderung der Position und/oder Lage bezüglich der ersten Position und/oder Lage durch Bilderkennung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Verfahren nach Anspruch 3 durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich anhand eines aus dem ersten 3D-Röntgenbilddatensatz durch Vorwärtsprojektion gewonnenen 2D-Bilddatensatzes jeweils die Änderung der Position und/oder Lage bezüglich der ersten Position und/oder Lage durch Bilderkennung ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Kriterium beinhaltet, dass zu einer Mehrzahl von Punkten (P1, P2, P3, P4) in dem vorbestimmten Objekt die Änderung der Relativlage bzgl. eines Referenzpunkts (PR) ermittelt wird, und wobei anhand der Relativlagen die Position und/oder Lage des vorbestimmten Objekts (12) definiert wird, insbesondere unter Verwendung des mittleren quadratischen Abstands.
  7. Therapeutische Behandlungseinrichtung (100) mit einer Patientenlagerungseinrichtung (28), mit einer therapeutischen Bestrahlungseinrichtung (14) zum Abgeben von Photonenstrahlen, Elektronenstrahlen, Ionenstrahlen oder Teilchenstrahlen an einen auf der Patientenlagerungseinrichtung (28) lagernden Patienten (10), mit einer Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22), und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (20), gekennzeichnet durch eine erste Einstelleinrichtung (30) zum Ändern der Position und/oder Lage der Patientenlagerungseinrichtung (28), und/oder eine zweite Einstelleinrichtung (18) zum Ändern eines Brennpunkts der Strahlen, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, mithilfe der Röntgenbildaufnahmevorrichtung (22) gewonnene Bilddatensätze einer Bilderkennung zu unterziehen und dadurch zumindest einen Datenwert zu gewinnen, dem zumindest ein Steuerbefehl an die erste Einstelleinrichtung (30) und/oder zumindest ein Steuerbefehl an die zweite Einstelleinrichtung (18) zugeordnet wird, der nachfolgend abgegeben wird bzw. die nachfolgend abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, einen ersten 3D-CT-Bilddatensatz zu empfangen und eine zugehörige Auswerteinformation zu empfangen oder aus dem ersten 3D-Bilddatensatz abzuleiten, aus einer Mehrzahl von 2D-Röntgenbilddatensätzen einen zweiten 3D-Bilddatensatz zu berechnen und diesen mit dem ersten 3D-Bilddatensatz zu registrieren, sodann aufgenommene 2D-Röntgenbilddatensätze einer Bilderkennung zu unterziehen, wobei der Datenwert unter Verwendung der zugehörigen Auswerteinformation ermittelt wird.
  8. Therapeutische Behandlungseinrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die aufgenommenen 2D-Röntgenbilddatensätze unter Zuhilfenahme eines aus dem ersten 3D-Röntgenbilddatensatz gewonnenen 2D-Bilddatensatzes der Bilderkennung zu unterziehen.
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