DE102011085773B4 - Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie - Google Patents

Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie Download PDF

Info

Publication number
DE102011085773B4
DE102011085773B4 DE102011085773.7A DE102011085773A DE102011085773B4 DE 102011085773 B4 DE102011085773 B4 DE 102011085773B4 DE 102011085773 A DE102011085773 A DE 102011085773A DE 102011085773 B4 DE102011085773 B4 DE 102011085773B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dose
computed tomography
detector
irradiated
reconstruction
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.)
Active
Application number
DE102011085773.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011085773A1 (de
Inventor
Elena Nioutsikou
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 Healthineers Ag De
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 DE102011085773.7A priority Critical patent/DE102011085773B4/de
Priority to US13/667,835 priority patent/US9364186B2/en
Publication of DE102011085773A1 publication Critical patent/DE102011085773A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011085773B4 publication Critical patent/DE102011085773B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4258Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4266Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4417Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to combined acquisition of different diagnostic modalities
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • 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
    • A61N5/1038Treatment planning systems taking into account previously administered plans applied to the same patient, i.e. adaptive radiotherapy
    • 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
    • A61N2005/1054Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using a portal imaging 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
    • 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

Abstract

Verfahren zur Rekonstruktion einer in einem zu bestrahlenden Objekt (23) deponierten Dosis, aufweisend folgende Schritte:
Bereitstellen eines Strahlentherapiegeräts (11), welches umfasst:
– eine therapeutische Strahlenquelle (15) zur Abgabe eines therapeutischen Behandlungsstrahls,
– einen der therapeutischen Strahlenquelle (15) gegenüberliegenden Portal-Detektor (17) zur Aufzeichnung von Messdaten des Behandlungsstrahls, nachdem er das zu bestrahlende Objekt verlassen hat,
– einen Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomographen, mit einer kV-Röntgenquelle (19) und einem gegenüberliegenden kV-Detektor (21) zur Anfertigung einer Computertomographie des in dem Strahlentherapiegerät (11) positionierten Objekts (23),
Aufzeichnen einer Computertomographie-Abbildung des zu bestrahlenden Objekts (23) mit dem Computertomographen,
Verwenden der Computertomographie-Abbildung, um eine im Objekt (23) deponierte Dosis aus den Messdaten des Portal-Detektors (17) zu rekonstruieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rekonstruktion einer im Patienten deponierten Dosis im Rahmen der Strahlentherapie mit externer Strahlenquelle sowie ein entsprechend ausgebildetes Strahlentherapiegerät.
  • Die Strahlentherapie ist ein etabliertes Verfahren, bei dem ionisierende Strahlung eingesetzt wird, um pathologisches Gewebe, wie z.B. Tumorgewebe, zu behandeln. Ziel der Strahlentherapie ist es, das zu behandelnde Gewebe mit einer ausreichenden therapeutischen Dosis zu bestrahlen und dabei gleichzeitig gesundes, umliegendes Gewebe zu schonen. Der therapeutische Effekt basiert unter anderem darauf, dass ionisierende Strahlung unterschiedlich auf gesundes und pathologisches Gewebe wirkt.
  • Die Dosimetrie und die Dosisberechnung beschäftigen sich im Rahmen der Strahlentherapie unter anderem mit der Fragestellung, wie viel Dosis tatsächlich im Laufe einer strahlentherapeutischen Behandlung mit externer Strahlenquelle im Patienten appliziert worden ist. Dabei können verschiedene Größen berechnet werden, z.B. die an einem bestimmten Punkt applizierte Dosis bis hin zur 3D-Dosisverteilung.
  • Die US 2007/0058778 A1 offenbart ein Verfahren zur dosisgesteuerten Strahlentherapie.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, die in einem zu bestrahlenden Objekt applizierte Dosis genau und mit geringem Aufwand zu bestimmen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Strahlentherapiegerät anzugeben, das die Durchführung eines derartigen Verfahrens ermöglicht.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rekonstruktion einer in einem zu bestrahlenden Objekt deponierten Dosis weist folgende Schritte auf:
  • Bereitstellen eines Strahlentherapiegeräts, welches umfasst:
    • – eine therapeutische Strahlenquelle zur Abgabe eines therapeutischen Behandlungsstrahls,
    • – einen der therapeutischen Strahlenquelle gegenüberliegenden Portal-Detektor zur Aufzeichnung von Messdaten des Behandlungsstrahls, nachdem er das zu bestrahlende Objekt verlassen hat, und
    • – einen Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomographen, mit einer kV-Röntgenquelle und einem gegenüberliegenden kV-Detektor zur Anfertigung einer Computertomographie des in dem Strahlentherapiegerät positionierten Objekts,
    Aufzeichnen einer Computertomographie-Abbildung des zu bestrahlenden Objekts mit dem Computertomographen, und
    Verwenden der Computertomographie-Abbildung, um eine im Objekt deponierte Dosis aus den Messdaten des Portal-Detektors zu rekonstruieren.
  • Das Verfahren wird demnach im Zusammenhang mit einem Strahlentherapiegerät durchgeführt, das einerseits über einen Portal-Detektor verfügt und andererseits über einen Computertomographen.
  • Der Detektor erlaubt es, den Behandlungsstrahl, nachdem er das zu bestrahlende Objekt (z.B. einen Patienten oder ein Phantom) durchdrungen hat, zu detektieren. Da dieser Detektor den therapeutischen Strahl in Behandlungsstrahlrichtung detektiert, wird er auch als Portal-Detektor bezeichnet. Beispielsweise kann ein zweidimensionaler Flachbild-Detektor als Portal-Detektor eingesetzt werden, auch als EPID bezeichnet (für engl.: "Electronic Portal Imaging Device").
  • Der im Strahlentherapiegerät eingesetzte Computertomograph ist ein herkömmlicher Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomograph (engl.: "single/multi slice computed tomography scanner"), der im Gegensatz zur sogenannten Cone-Beam-Computertomographie einen ein- oder mehrzeiligen kV-Detektor einsetzt und z.B. einen fächerförmigen Strahl einsetzen kann. Zur Aufzeichnung der Messdaten wird die kV-Röntgenquelle und der kV-Röntgendetektor mehrfach um das abzubildende Objekt rotiert, im Gegensatz zur Cone-Beam-Computertomographie, bei der schon eine einzige Rotation ausreichen kann, um die Rohbilddaten für eine 3D-Rekonstruktion der Abbildung aufzuzeichnen. Beispielsweise kann ein Spiral-CT (CT für Computertomograph bzw. Computertomographie) verwendet werden.
  • Mit dem hier verwendeten Computertomographen können die aktuellen Transmissionsfaktoren des zu bestrahlenden Objekts ermittelt werden. Diese Information wird dazu verwendet, die Messungen des Portal-Detektors in diejenige Dosis zu konvertieren, die im Objekt, das durch den Behandlungsstrahl bestrahlt worden ist, auch tatsächlich deponiert worden ist. Damit kann letztlich die Dosis gemessen und dokumentiert werden, die der Patient tatsächlich sowohl während einer Fraktion einer Strahlentherapiebehandlung als auch im Verlauf der gesamten Behandlung bekommt.
  • Im Gegensatz zu Methoden, bei denen auf ein Planungs-CT zurückgegriffen wird, um Informationen über die Anatomie des Patienten zu erhalten, erlaubt der Computertomograph des Strahlentherapiegeräts, die Anatomie des Patienten unmittelbar vor (oder gar während) der Aufzeichnung der Messdaten mit dem Portal-Detektor abzubilden, z.B. in der gleichen Behandlungsfraktion unmittelbar vor Beginn der Bestrahlung oder auch während der Bestrahlung. Die für die Dosisrekonstruktion benötigten Daten über die Anatomie des Patienten, für die dann die aufgezeichnete Computertomographie verwendet wird, sind in engem zeitlichen Zusammenhang zur Bestrahlung aufgezeichnet und erlauben eine genauere Dosisrekonstruktion.
  • Im Gegensatz zu Methoden, bei denen eine Cone-Beam-CT-Abbildung zur Dosisrekonstruktion verwendet wird, beispielsweise ein MV-Cone-Beam-CT oder ein kV-Cone-Beam-CT, erlaubt es die Computertomographie-Abbildung, die mit einem herkömmlichen Computertomographen aufgezeichnet worden ist, die für die Dosisberechnung notwendige Schwächungsinformation genauer und/oder direkt mithilfe der Computertomographie-Abbildung zu ermitteln. So kann die Elektronendichte-Information direkt aus der Computertomographie-Abbildung erhalten werden. Da eine Bestrahlungsplanung und die dabei durchgeführte Dosisberechnung ebenfalls auf einem herkömmlichen Planungs-CT beruht, kann nun sofort der gleiche etablierte Standard eingesetzt werden, um die Dosisrekonstruktion durchzuführen. Eine Dosiskalkulation im Rahmen der Strahlentherapie, die auf einer herkömmlichen Computertomographie-Abbildung beruht, entspricht dabei dem Goldstandard der Strahlentherapie.
  • Im Gegensatz dazu kann die Information über die Schwächung der Photonen im Objekt nicht ohne weiteres aus einem MV-Cone-Beam-CT oder einem kV-Cone-Beam-CT des Objekts erhalten werden. Es wurde erkannt, dass hierzu weitere Schritte, beispielweise ein Rückgriff auf das Planungs-CT oder eine zusätzliche Approximation der Elektronendichte anhand der Cone-Beam-CT-Abbildung notwendig wären, was die Dosisrekonstruktion verkompliziert.
  • Daher kann bei dem Verfahren die Computertomographie-Abbildung die einzige Abbildung des Objekts sein, auf die bei der Rekonstruktion der im Objekt deponierten Dosis zurückgegriffen wird. Insbesondere muss nicht auf das Planungs-CT zurückgegriffen werden. Alle Messungen, die zur Bestimmung der deponierten Dosis notwendig sind, werden zum Zeitpunkt der Behandlung gemacht und sind daher aktuell.
  • Die Schrift van Elmpt W et al., "A literature review of electronic portal imaging for radiotherapy dosimetry", Radiotherapy and Oncology 88 (2008), S. 289–309 offenbart Verfahren, wie aus den mit dem Portal-Detektor aufgezeichneten Messwerten eine im Objekt applizierte Dosis errechnet werden kann.
  • So können beispielsweise bei der Rekonstruktion der im Objekt deponierten Dosis in einem ersten Schritt die Messdaten des Portal-Detektors in sogenannte Dosis-in-Wasser-Werte (engl.: "dose in water"/"dose to water") konvertiert werden. Hierzu kann der Portal-Detektor in einem Vorverfahren kalibriert werden, um dadurch später aus den Detektor-Rohdaten die Dosis-in-Wasser berechnen zu können.
  • In einem zweiten Schritt wird aus den Dosis-in-Wasser-Werten die im Objekt deponierte Dosis rekonstruiert. Hierzu wird bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Computertomographie-Abbildung verwendet, um darüber Aufschluss zu erhalten, wie die Photonen im Objekt des Körpers geschwächt werden. Bei diesem Rekonstruktions- bzw. Konversionsschritt fließen die durch die Computertomographie ermittelten Transmissionswerte ein.
  • Die Rohdaten des Portal-Detektors werden zu primären Energie-Fluenz-Werten konvertiert. Die Messdaten des Detektors, die den applizierten und durch das Objekt getretenen Behandlungsstrahl charakterisieren, werden dann weiter verarbeitet, unter anderem mittels Rückprojektion (engl.: "backprojection") durch die aktuelle Anatomie des Objekts, wie sie anhand der aktuellen Computertomographie ermittelt werden kann.
  • Das Verfahren kann auch im Rahmen der Rotations-Strahlentherapie angewendet werden, bei der der Behandlungsstrahl nicht von einem oder mehreren festen Punkten aus appliziert wird, sondern während der Bestrahlung um den Patienten rotiert. Dabei ist auch der Portal-Detektor um ein Rotationszentrum rotierbar. Die vom Portal-Detektor aufgezeichneten Messdaten werden den Rotationsstellungen zugeordnet, an denen die Aufzeichnung der Messdaten jeweils stattgefunden hat. Die Rekonstruktion der deponierten Dosis kann dann unter Verwendung der den Messdaten zugeordneten Rotationsstellung erfolgen. Beispielsweise können die aufgezeichneten Messdaten mit einem Zeitstempel versehen werden, der letztlich die Rotationswinkel kennzeichnet, an denen die Aufzeichnung jeweils stattgefunden hat.
  • Das Verfahren kann auch dahingehend angewendet werden, um die tatsächlich deponierte Dosis, die bei mehr als einer Behandlungsfraktion appliziert worden ist, zu integrieren. So kann für mehrere Bestrahlungssitzungen jeweils eine Computertomographie-Abbildung aufgezeichnet werden, wobei für jede der mehreren Bestrahlungssitzungen jeweils eine Rekonstruktion der in dieser Bestrahlungssitzung deponierten Dosis unter Verwendung der in dieser Bestrahlungssitzung aufgezeichneten Computertomographie-Abbildung stattfindet, und wobei eine im Verlauf der Bestrahlungssitzungen kumulierte applizierte Dosis für eine Struktur im Objekt ermittelt wird.
  • Die CT-Abbildung erlaubt es nämlich, aufgrund der guten Visualisierungseigenschaften die interessierenden Gebiete (engl.: "ROI", "regions of interest") – z.B. das oder die Zielvolumina und/oder das oder die Risikoorgane – zu segmentieren. Die Information über die ROIs kann mit der applizierten Dosis kombiniert werden. Auf diese Weise kann die Dosis ermittelt werden, die tatsächlich in einem der ROIs appliziert worden ist. Im Verlauf der Bestrahlungssitzungen können alle diese Daten zu einer Referenzphase registriert werden (z.B. über eine elastische Registrierung), um so die Dosis zu ermitteln, die eines der interessierenden Gebiete im Laufe mehrerer Fraktionen bekommen hat. Hierzu können die CT-Abbildungen zu einer CT-Abbildung der Referenzphase registriert werden.
  • Das erfindungsgemäße Strahlentherapiegerät zur Behandlung eines zu bestrahlenden Objekts und zur Rekonstruktion einer während der Behandlung im zu bestrahlenden Objekt deponierten Dosis umfasst:
    • – eine therapeutische Strahlenquelle zur Abgabe eines therapeutischen Behandlungsstrahls,
    • – einen der therapeutischen Strahlenquelle gegenüberliegenden Portal-Detektor zur Aufzeichnung von Messdaten des Behandlungsstrahls, nachdem er das zu bestrahlende Objekt verlassen hat,
    • – einen Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomographen, mit einer kV-Röntgenquelle und einem gegenüberliegenden kV-Detektor zur Anfertigung einer Computertomographie des in dem Strahlentherapiegerät positionierten Objekts, und
    • – eine Steuerungsvorrichtung, welche konfiguriert ist: zum Aufzeichnen einer Computertomographie-Abbildung des zu bestrahlenden Objekts mit dem Computertomographen während einer Behandlungssitzung, und zum Rekonstruieren der im Objekt deponierten Dosis aus den Messdaten des Portal-Detektors unter Verwendung der Computertomographie-Abbildung.
  • Die Steuerungsvorrichtung steuert dabei die einzelnen Komponenten des Strahlentherapiegeräts und sammelt die Daten, die während einer Bestrahlungssitzung von dem Computertomographen und von dem Portal-Detektor aufgezeichnet werden. Sie verarbeitet die Daten und implementiert auf diese Weise ein Verfahren wie oben beschrieben. Die Steuerungsvorrichtung kann beispielsweise in einer oder mehreren miteinander in Verbindung stehenden Rechnereinheiten implementiert sein.
  • Die vorangehende und die folgende Beschreibung der einzelnen Merkmale, deren Vorteile und deren Wirkungen bezieht sich sowohl auf die Vorrichtungskategorie als auch auf die Verfahrenskategorie, ohne dass dies im Einzelnen in jedem Fall explizit erwähnt ist; die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen als den gezeigten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Ausführungsformen der Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
  • 1 einen stark schematisierten Aufbau eines Strahlentherapiegeräts,
  • 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.
  • 1 zeigt in stark schematisierter Weise ein Strahlentherapiegerät 11 mit einer o-förmigen Gantry 13.
  • In dieser Gantry 13 ist die therapeutische Strahlenquelle 15 rotierbar gelagert. Der therapeutischen Strahlenquelle 15 liegt ein sogenanntes EPID 17 gegenüber. In das Strahlentherapiegerät 11 ist ferner ein Computertomograph mit einer kV-Röntgenquelle 19 und einem kV-Röntgendetektor 21 integriert.
  • In der Mitte der Gantry wird ein Patient 23 zur Behandlung und zur Aufzeichnung der CT-Abbildung positioniert.
  • Die Steuerungsvorrichtung 25 steuert dabei die einzelnen Komponenten des Strahlentherapiegeräts 11 und sammelt und verarbeitet die Daten, die während einer Bestrahlungssitzung von dem Computertomographen und von dem EPID aufgezeichnet werden.
  • Optional kann im Strahlentherapiegerät 11 noch ein Transmissionsdetektor 27, z.B. ein Transmissions-Flat-Panel, vor dem Patienten 23 im Strahlengang angeordnet sein. Der Transmissionsdetektor 27 kann z.B. im Strahlkopf in der Nähe der therapeutischen Strahlenquelle 15 angeordnet sein. Hierdurch kann die Verteilung der Energiefluenz des Behandlungsstrahls in Echtzeit gemessen werden. Die ausgelesenen Daten des Transmissionsdetektors 27 und des EPID 17 können miteinander verglichen werden. Hierdurch kann der Beitrag des Objekts, das sich im Strahlengang befindet – also des Patienten 23 in diesem Fall – bestimmt werden. Die im Objekt 23 deponierte Dosis kann dann unter Verwendung der Messdaten des EPID 17 und des Transmissionsdetektors rekonstruiert werden.
  • Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Behandlungsstrahl, wie er aktuell appliziert wird, gemessen und berücksichtigt wird, und nicht nur lediglich der Behandlungsstrahl, wie er geplant worden ist.
  • 2 zeigt ein schematisches Diagramm, wie die im Laufe einer Bestrahlungssitzung applizierte Dosis rekonstruiert werden kann.
  • Unmittelbar vor Beginn einer Bestrahlungssitzung wird eine CT-Abbildung mit dem CT-Scanner aufgezeichnet, der in das Strahlentherapiegerät integriert ist (Schritt 41).
  • Während der Behandlungssitzung, genauer während der Applikation des Behandlungsstrahls, werden Portalbilder aufgezeichnet (Schritt 43).
  • Die Portalbilder werden zu Energie-Fluenzen konvertiert (Schritt 45).
  • Nun wird das CT-Abbild verwendet, um die Energie-Fluenzen durch das CT-Modell rückzuprojizieren (Schritt 47), um die im Patienten deponierte Dosis zu berechnen (Schritt 49).
  • Nachdem die Patientendosis ermittelt worden ist, wird die Patientendosis auf der CT-Abbildung dargestellt (Schritt 51). Die während der Behandlungssitzung im Patienten applizierte Dosis wird dokumentiert (Schritt 53).
  • Beispielsweise kann die so dokumentierte Dosis dann dazu verwendet werden, eine kumulierte Dosis über mehrere Behandlungssitzungen hinweg in einem bestimmten Gebiet zu ermitteln.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Rekonstruktion einer in einem zu bestrahlenden Objekt (23) deponierten Dosis, aufweisend folgende Schritte: Bereitstellen eines Strahlentherapiegeräts (11), welches umfasst: – eine therapeutische Strahlenquelle (15) zur Abgabe eines therapeutischen Behandlungsstrahls, – einen der therapeutischen Strahlenquelle (15) gegenüberliegenden Portal-Detektor (17) zur Aufzeichnung von Messdaten des Behandlungsstrahls, nachdem er das zu bestrahlende Objekt verlassen hat, – einen Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomographen, mit einer kV-Röntgenquelle (19) und einem gegenüberliegenden kV-Detektor (21) zur Anfertigung einer Computertomographie des in dem Strahlentherapiegerät (11) positionierten Objekts (23), Aufzeichnen einer Computertomographie-Abbildung des zu bestrahlenden Objekts (23) mit dem Computertomographen, Verwenden der Computertomographie-Abbildung, um eine im Objekt (23) deponierte Dosis aus den Messdaten des Portal-Detektors (17) zu rekonstruieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Rekonstruktion der im Objekt (23) deponierten Dosis in einem ersten Schritt die Messdaten des Portal-Detektors (17) in Dosis-in-Wasser-Werte konvertiert werden, und in einem zweiten Schritt die Computertomographie-Abbildung verwendet wird, um aus den Dosis-in-Wasser-Werten die im Objekt (23) deponierte Dosis zu rekonstruieren.
  3. Verfahren, nach einem der obigen Ansprüche, wobei der Portal-Detektor (17) um ein Rotationszentrum rotierbar ist und die vom Portal-Detektor (17) aufgezeichneten Messdaten den Rotationsstellungen zugeordnet sind, an denen die Aufzeichnung der Messdaten jeweils stattgefunden hat, und wobei die Rekonstruktion der deponierten Dosis unter Verwendung der den Messdaten zugeordneten Rotationsstellung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Computertomographie-Abbildung die einzige 3D-Abbildung des Objekts (23) ist, die bei der Rekonstruktion der im Objekt deponierten Dosis (23) verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, wobei für mehrere Bestrahlungssitzungen jeweils eine Computertomographie-Abbildung aufgezeichnet wird, wobei für jede Bestrahlungssitzung eine Rekonstruktion der in dieser Bestrahlungssitzung deponierten Dosis unter Verwendung der in dieser Bestrahlungssitzung aufgezeichneten Computertomographie-Abbildung stattfindet, und wobei für eine Struktur im Objekt eine im Verlauf der Bestrahlungssitzungen kumulierte applizierte Dosis ermittelt wird.
  6. Strahlentherapiegerät (11) zur Behandlung eines zu bestrahlenden Objekts (23) und zur Rekonstruktion einer während der Behandlung im zu bestrahlenden Objekt (23) deponierten Dosis, umfassend: – eine therapeutische Strahlenquelle (15) zur Abgabe eines therapeutischen Behandlungsstrahls, – einen der therapeutischen Strahlenquelle (15) gegenüberliegenden Portal-Detektor (17) zur Aufzeichnung von Messdaten des Behandlungsstrahls, nachdem er das zu bestrahlende Objekt (23) verlassen hat, – einen Einzeilen- oder Mehrzeilen-Computertomographen, mit einer kV-Röntgenquelle (19) und einem gegenüberliegenden kV-Detektor (21) zur Anfertigung einer Computertomographie des in dem Strahlentherapiegerät (11) positionierten Objekts (23), und – eine Steuerungsvorrichtung (25), welche konfiguriert ist: zum Aufzeichnen einer Computertomographie-Abbildung des zu bestrahlenden Objekts (23) mit dem Computertomographen während einer Behandlungssitzung, zum Rekonstruieren der im Objekt (23) deponierten Dosis aus den Messdaten des Portal-Detektors (17) unter Verwendung der Computertomographie-Abbildung.
  7. Strahlentherapiegerät (11) nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsvorrichtung (25) konfiguriert ist zum Rekonstruieren der im Objekt (23) deponierten Dosis, indem in einem ersten Schritt die Messdaten des Portal-Detektors (17) in Dosis-in-Wasser-Werte konvertiert werden, und indem in einem zweiten Schritt die Computertomographie-Abbildung verwendet wird, um aus den Dosis-in-Wasser-Werten die im Objekt (23) deponierte Dosis zu rekonstruieren.
  8. Strahlentherapiegerät (11) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Portal-Detektor (17) um ein Rotationszentrum rotierbar ist und wobei die Steuerungsvorrichtung (25) konfiguriert ist, den vom Portal-Detektor (17) aufgezeichneten Messdaten die Rotationsstellung, an denen die Aufzeichnung der Messdaten jeweils stattgefunden hat, zuzuordnen und die deponierte Dosis unter Verwendung der den Messdaten jeweils zugeordneten Rotationsstellung zu rekonstruieren.
  9. Strahlentherapiegerät (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Steuerungsvorrichtung (25) derart konfiguriert ist, dass bei der Rekonstruktion der im Objekt (23) deponierten Dosis die Computertomographie-Abbildung die einzige Abbildung des Objekts (23) ist, die verwendet wird.
  10. Strahlentherapiegerät (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuerungsvorrichtung (25) derart konfiguriert ist, dass bei mehreren Bestrahlungssitzungen jeweils eine Computertomographie-Abbildung aufgezeichnet wird, dass für jede der mehreren Bestrahlungssitzungen eine Rekonstruktion der in dieser Bestrahlungssitzung deponierten Dosis unter Verwendung der in dieser Bestrahlungssitzung aufgezeichneten Computertomographie-Abbildung durchgeführt wird, und dass eine im Verlauf der Bestrahlungssitzungen kumulierte applizierte Dosis für eine Struktur im Objekt (23) ermittelt wird.
DE102011085773.7A 2011-11-04 2011-11-04 Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie Active DE102011085773B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011085773.7A DE102011085773B4 (de) 2011-11-04 2011-11-04 Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie
US13/667,835 US9364186B2 (en) 2011-11-04 2012-11-02 Dose reconstruction during radiation therapy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011085773.7A DE102011085773B4 (de) 2011-11-04 2011-11-04 Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011085773A1 DE102011085773A1 (de) 2013-05-08
DE102011085773B4 true DE102011085773B4 (de) 2014-08-21

Family

ID=48128812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011085773.7A Active DE102011085773B4 (de) 2011-11-04 2011-11-04 Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9364186B2 (de)
DE (1) DE102011085773B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9616251B2 (en) 2014-07-25 2017-04-11 Varian Medical Systems, Inc. Imaging based calibration systems, devices, and methods
GB2531730A (en) * 2014-10-28 2016-05-04 Elekta ltd Radiotherapy apparatus
GB2539261A (en) * 2015-06-12 2016-12-14 Elekta ltd Improvements in Dosimetry Techniques for Radiotherapy
WO2017048852A1 (en) 2015-09-14 2017-03-23 Reflexion Medical, Inc. High resolution dynamic detector for imaging and dosimetry in megavoltage radiation therapy

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7289599B2 (en) * 2002-10-04 2007-10-30 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Radiation process and apparatus
US7787669B2 (en) * 2003-01-30 2010-08-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Reconstruction of local patient doses in computed tomography
ATE528039T1 (de) 2003-03-11 2011-10-15 Us Gov Health & Human Serv Vorrichtung für dosisgesteuerte strahlentherapie
US20080091388A1 (en) * 2003-03-14 2008-04-17 Failla Gregory A Method for calculation radiation doses from acquired image data
WO2007120744A2 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 William Beaumont Hospital Scanning slot cone-beam computed tomography and scanning focus spot cone-beam computed tomography
US8073104B2 (en) * 2006-05-25 2011-12-06 William Beaumont Hospital Portal and real time imaging for treatment verification
US8238516B2 (en) * 2008-01-09 2012-08-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiotherapy support apparatus
US8515011B2 (en) * 2009-06-02 2013-08-20 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for dose verification radiotherapy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Chen et al.: Dose-guided radiation therapy with megavolt cone-beam CT. In: The British Journal of Radiology, 79, 2006, S. S87-S98.

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011085773A1 (de) 2013-05-08
US9364186B2 (en) 2016-06-14
US20130114784A1 (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1625876B1 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer Bestrahlungstherapie
EP2307096B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur auswertung einer aktivitätsverteilung sowie bestrahlungsanlage
DE102014203463B3 (de) Patientenabhängige Optimierung der Kontrastmittelmenge
EP1764040A2 (de) Verfahren zur artefaktreduzierten radiologischen 3D-Bildgebung, Medizinische Bildgebungsvorrichtung und Verfahren zur Erstellung eines Therapieplans
WO2012097801A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer kontrastmittelunterstützten röntgendarstellung und ein röntgensystem
DE102012204980B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bildern mit Streustrahlenkorrektur, insbesondere für Dual-Source CT-Geräte
DE102011083854B4 (de) Zeitaufgelöste Tomosynthesebildgebung
DE102012217569A1 (de) Automatische Festlegung einer spektralen Verteilung von Röntgenstrahlung einer Anzahl von Röntgenquellen
DE102016223831B3 (de) Verfahren zum Bereitstellen von mittels eines Dual-Source CT-Geräts aus einem Messfeld erfassten quantitativen CT-Bilddaten, sowie Recheneinheit, Dual-Source CT-Gerät und Computerprogrammprodukt
DE102011085773B4 (de) Dosisrekonstruktion bei der Strahlentherapie
DE10141346A1 (de) Verfahren zur Aufnahme von Messdaten mit einem Computertormographen
DE102013202491B4 (de) Computertomograph und Verfahren zur Aufnahme eines Bildes des Herzens
DE102010040812A1 (de) Verfahren zur Einblendung eines exzentrisch angeordneten Teilobjekts
EP3412208B1 (de) Bereitstellen eines medizinischen bildes
DE102011080371B4 (de) Strahlentherapie mit überlagerungsfreier 3D-CT Bildgebung
EP2366428B1 (de) Verfahren zum Registrieren eines ersten Abbildungsdatensatzes zu einem zweiten Abbildungsdatensatz
EP3552547B1 (de) Verfahren zur bereitstellung einer konvertierungsinformation zu einem bilddatensatz, röntgeneinrichtung, computerprogramm und elektronisch lesbarer datenträger
DE102011081422B4 (de) Bildgestützte Strahlentherapie
DE102004006548A1 (de) Verfahren zur Planung der Strahlentherapie eines Patienten
WO2014037253A1 (de) Röntgengerät mit angepasster aufnahmegeschwindigkeit
DE102012200661B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bildaufnahmeparametern
EP3384848A1 (de) Flexibler einsatz eines klinischen entscheidungsunterstützungssystems
DE102020211944A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines medizinischen Bildgebungsgeräts
DE102011075341B4 (de) Strahlentherapievorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Strahlentherapievorrichtung
DE102011080364B4 (de) Kontrastmittel-verstärkte Bildgebung bei der Strahlentherapie

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE