DE102015210755A1 - Alignment and placement of a CT to another modality - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Positionierung einer bildgebenden Einheit (z.B. CT) gegenüber einer anderen Modalität (z.B. LINAC).The invention relates to the positioning of one imaging unit (e.g., CT) over another modality (e.g., LINAC).

Description

Die Erfindung betrifft die Positionierung einer bildgebenden Einheit (z.B. CT) gegenüber einer anderen Modalität. The invention relates to the positioning of an imaging unit (e.g., CT) over another modality.

Bei der Bestrahlungsbehandlung von Tumoren wird zellschädigende Strahlung auf Tumorgewebe in einem Patienten gerichtet. Ziel von Behandlungsplänen ist es, eine maximale Strahlendosis auf das Tumorgewebe zu applizieren und dabei die Bestrahlung von gesundem Gewebe zu minimieren. In the treatment of tumors, cell damaging radiation is directed to tumor tissue in a patient. The aim of treatment plans is to apply a maximum radiation dose to the tumor tissue while minimizing the irradiation of healthy tissue.

Um möglichst genau nur die zu bestrahlende Region zu bestrahlen und umliegendes Gewebe zu schonen, ist es wichtig, dass ein Patient in Bezug auf den Behandlungsstrahl möglichst genau positioniert ist. Hierfür ist es bekannt, eine Bildgebung durchzuführen, welche es erlaubt, einen Patienten vor oder während einer Strahlentherapie zu überwachen. In order to irradiate only as accurately as possible the region to be irradiated and to protect surrounding tissue, it is important that a patient is positioned as accurately as possible with respect to the treatment beam. For this purpose, it is known to perform an imaging, which allows to monitor a patient before or during radiotherapy.

Bisher wurde eine Kopplung oder auch Anordnung immer durch eine fest im Boden installierte Bildgebung realisiert, z.B. CT-Vision. Aus der EP2197351 ist eine Anordung eines Linearbeschleunigers (LINAC) mit einem Computer-Tomographie-Gerät (CT) inj einer festen Anordnung bekannt. So far, a coupling or arrangement has always been realized by a permanently installed in the ground imaging, eg CT-Vision. From the EP2197351 For example, an arrangement of a linear accelerator (LINAC) with a computed tomography (CT) device within a fixed array is known.

Eine mobile Lösung für wiederholgenaues Positionieren existiert noch nicht. Eine Positionierung durch externe Lasersysteme ist Standard. Aus dieser Methode entstehen jedoch hohe Ungenauigkeiten. ln LINACS wurde Bildgebung bisher auch durch integrierte Flatpanels oder externe Modalitäten realisiert. A mobile solution for repetitive positioning does not yet exist. Positioning by external laser systems is standard. However, this method produces high inaccuracies. In LINACS imaging has so far been realized by integrated flat panels or external modalities.

Die Erfindung hat die Aufgabe, in einer flexiblen Anordnung eine bildgebende Einheit zu einer anderen Modalität zu positionieren. Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. The invention has the object to position an imaging unit in a flexible arrangement to another modality. This object is achieved by the device according to claim 1.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend eine bildgebende Einheit und eine Patientenpositioniereinheit, wobei die bildgebende Einheit und die Patientenpositioniereinheit relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung Mittel zur Positionierung umfasst, um die bildgebende Einheit und die Patientenpositioniereinheit reproduzierbar in eine relativ zu einander vorbestimmte Position zu bringen. The invention relates to a device comprising an imaging unit and a patient positioning unit, wherein the imaging unit and the patient positioning unit are movable relative to one another, characterized in that the device comprises positioning means for reproducing the imaging unit and the patient positioning unit in a relative to each other predetermined position bring to.

Andere Modalitäten können z.B. folgende Medizinische Geräte sein:

  • – LINAC (Linearbeschleuniger, "linear accelerator" in der Radiotherapie)
  • – Ein Patiententisch (OP-Tisch, Patientenpositioniereinheit einer anderen Modalität)
  • – Partikel Therapie Anlage (insbesondere deren Patientenpositioniereinheit)
  • – Röntgengerät
  • – Eine integrierte Anordnung des CT innerhalb eines LINACs.
Other modalities may be, for example, the following medical devices:
  • - LINAC (linear accelerator, linear accelerator in radiotherapy)
  • - A patient table (operating table, patient positioning unit of another modality)
  • Particle Therapy System (especially its Patient Positioning Unit)
  • - X-ray machine
  • An integrated arrangement of the CT within a LINAC.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Bildgebende Einheit ein Computertomographiegerät. According to another aspect of the invention, the imaging unit comprises a computed tomography device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Mittel zur Positionierung eine mechanische, vorzugsweise verriegelbare Verbindung von bildgebender Einheit und Patientenpositioniereinheit. According to a further aspect of the invention, the means for positioning comprise a mechanical, preferably lockable connection between the imaging unit and the patient positioning unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Mittel zur Positionierung Mittel zum Empfangen eines Positionssignals, z.B. ein optisches Signal According to another aspect of the invention, the positioning means comprise means for receiving a position signal, e.g. an optical signal

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Mittel zur Positionierung eine Verbindung mit elektrischer Kontaktierung zur Übertragung von Energie und oder Daten. According to a further aspect of the invention, the means for positioning comprise a connection with electrical contacting for the transmission of energy and / or data.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine weitere Modalität, insbesondere eine Linearbeschleunigereinheit. According to a further aspect of the invention, the device comprises a further modality, in particular a linear accelerator unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die bildgebende Einheit relativ zu der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar, bzw. die weitere Modalität relativ zur Patientenpositioniereinheit und/oder der bildgebenden Einheit positionierbar. In accordance with a further aspect of the invention, the imaging unit can be positioned relative to the patient positioning unit and / or the further modality, or the further modality can be positioned relative to the patient positioning unit and / or the imaging unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die bildgebende Einheit mittels einer Drehbewegung, z.B. durch eine Dreheinheit relativ zu der der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar. In another aspect, the imaging unit is rotated by, e.g. positionable by a rotary unit relative to that of the patient positioning unit and / or the further modality.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die bildgebende Einheit mittels einer Linearbewegung, relativ zu der der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar. According to a further aspect, the imaging unit is positionable by means of a linear movement relative to that of the patient positioning unit and / or the further modality.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. In the following the invention with reference to a preferred embodiment with reference to the figures will be described in more detail, with only the features necessary for understanding the invention features are shown.

Es zeigen: Show it:

1 eine bildgebende Einheit mit in einer Verfahreinheit in einer ersten Position; 1 an imaging unit having a moving unit in a first position;

2 eine bildgebende Einheit mit in einer Verfahreinheit in einer zweiten Position; und 2 an imaging unit having a moving unit in a second position; and

3 bis 10 Beispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung in verschiedenen räumlichen Ausrichtungen und Betriebspositionen. 3 to 10 Examples of the device according to the invention in different spatial orientations and operating positions.

1 und 2 zeigen eine bildgebende Einheit 1, welche eine Verfahrenheit 3 und ein CT mit Gantry 5 umfasst. Die Gantry 5 ist auf der Verfahreinheit 3 ist in Richtung des Pfeils verfahrbar. 1 and 2 show an imaging unit 1 which is a process 3 and a CT with gantry 5 includes. The gantry 5 is on the track 3 can be moved in the direction of the arrow.

3 bis 10 zeigen Beispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anordnung in verschiedenen räumlichen Ausrichtungen und Betriebspositionen, umfassend eine bildgebende Einheit 3, 5 eine Patientenpositioniereinheit 11, 11‘, eine Bodenplatte 13, eine Verbindung 15 von bildgebender Einheit 3, 5 und Patientenpositioniereinheit 11, eine weitere Modalität 21 (im vorliegenden Beispiel ein LINAC). Die Patientenpositioniereinheit 11 kann eine separat verfahrbare Patientenliege 11‘ umfassen. 3 to 10 show examples of the inventive device or arrangement in different spatial orientations and operating positions, comprising an imaging unit 3 . 5 a patient positioning unit 11 . 11 ' , a floor plate 13 , a connection 15 of imaging unit 3 . 5 and patient positioning unit 11 , another modality 21 (in this example a LINAC). The patient positioning unit 11 can be a separately movable patient bed 11 ' include.

In 5 bis 10 ist das CT in einer Scanposition. In 5 to 10 the CT is in a scanning position.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines LINAC und Computertomographiegeräts (CT) mit mechanischer Kopplung veranschaulicht, ist aber nicht darauf beschränkt. The invention will be illustrated below with reference to a LINAC and computed tomography (CT) tomography apparatus, but is not limited thereto.

Im vorliegenden Beispiel ermöglicht die Bodenplatte 13 eine relative Drehbewegung von bildgebender Einheit 3, 5, Patientenpositioniereinheit 11 und weiterer Modalität 21 zueinander. Durch die Verfahrenieht 11 wird auch eine relative Linearbewegung von bildgebender Einheit 3, 5, Patientenpositioniereinheit 11 und weiterer Modalität 21 zueinander ermöglicht. In the present example allows the bottom plate 13 a relative rotation of the imaging unit 3 . 5 , Patient positioning unit 11 and another modality 21 to each other. Look through the procedures 11 also becomes a relative linear motion of imaging unit 3 . 5 , Patient positioning unit 11 and another modality 21 allows each other.

Gemäß einem Aspekt umfasst die Erfindung eine mechanische Verbindung: Das CT geht eine mechanische Kopplung mit der ausgerichteten Patientenpositioniereinheit (PP) ein. Das CT besteht aus der verfahrbaren Gantry und einer Verfahreinheit Diese Verfahreinheit hat eine Verbindung, mittels der sich das CT (Gantry) gegenüber der PP hinreichend wiederholgenau ausrichtet. Abhängig davon wo die Verbindung realisiert wird kann sich das CT entsprechend ausrichten und ankoppeln. Die mechanische Verbindung wird z.B. formschlüssig ausgeführt. In one aspect, the invention includes a mechanical connection: the CT mechanically couples with the aligned patient positioning unit (PP). The CT consists of the movable gantry and a traversing unit. This traversing unit has a connection by means of which the CT (gantry) aligns with sufficient accuracy in relation to the PP. Depending on where the connection is realized, the CT can align and connect accordingly. The mechanical connection is e.g. positively designed.

Die Verbindung wird z.B. aktiv verriegelt. Damit kann das CT nicht durch äußere Einwirkungen verschoben werden und die Ausrichtung der Gantry bleibt erhalten. The connection is e.g. actively locked. Thus, the CT can not be moved by external influences and the alignment of the gantry is maintained.

Gemäß einem Aspekt umfasst die Erfindung eine optische Kopplung: Anstelle einer Verfahreinheit, mit der die Gantry geführt wird, ist eine Verfahreinheit in der Gantry untergebracht und bewegt die Gantry. Die Ausrichtung des CT zur PP erfolgt mit Mitteln zum Empfangen eines Positionssignals z.B. per optischer Führung. Diese optische Führung regelt die Bewegung des CT in Bezug auf die PP. According to one aspect, the invention comprises an optical coupling: Instead of a moving unit, with which the gantry is guided, a moving unit is accommodated in the gantry and moves the gantry. The alignment of the CT with the PP is done by means for receiving a position signal e.g. by optical guidance. This optical guidance regulates the movement of the CT with respect to the PP.

Die Verbindung bedarf immer zweier Gegenstellen. Eine ist in dem CT verbaut. Die Modalitätenseite (PP) erhält auch eine Gegenstelle. Diese Gegenstelle können individuell codiert sein. Verschiedene Gegenstellen für andere Modalitäten können somit erkannt werden. Aufgrund der erkannten Gegenstelle können Parameter wie erlaubte Verfahrwege, Verfahrgeschwindigkeit, Scan-Eigenschaften DICOM-Knoten; DICOM-Tag-lnhalte, usw. verwaltet werden. Es ist somit möglich für jeden Raum ein ganz prinzipielles Set-Up zu definieren und automatisch zu laden oder auch weiterzugeben. Kommunikationsmedien können z.B. allgemein bekannte drahtlose oder kontaktierte Methoden wie NFC, WLAN, BT, Ethernet, CAN oder auch proprietäre Protokolle sein. The connection always requires two remote stations. One is installed in the CT. The modality page (PP) also receives a remote site. This remote site can be coded individually. Different remote sites for other modalities can thus be recognized. On the basis of the recognized remote station, parameters such as permitted travel distances, traversing speed, scan properties, DICOM nodes; DICOM tag contents, etc. are managed. It is thus possible for each room to define a very basic set-up and automatically load or even pass on. Communication media may e.g. well-known wireless or contacted methods such as NFC, WLAN, BT, Ethernet, CAN or even proprietary protocols.

Eine Gegenstelle der Verbindung an der Modalität (PP) muss so ausgeführt sein, dass die relative Position zum Patienten bekannt ist und unveränderbar angebracht ist. Dies gilt für die mechanische sowie optische Kopplung. A remote site of the connection at the modality (PP) must be designed so that the relative position to the patient is known and immutable. This applies to the mechanical and optical coupling.

Eine integrierte Anordnung des CT innerhalb eines LINACS kann auf zwei Weisen betrieben werden. Die Gantry des CT vollzieht alleine die Bewegung. Zusätzlich kann eine verfahrbare Tischplatte des PP auch für eine Sequenz- oder Spiralaufname des CT genutzt werden. Dies erfordert eine hinreichend schnelle Kommunikation zwischen CT und LINAC. An integrated arrangement of the CT within a LINACS can be operated in two ways. The gantry of the CT alone performs the movement. In addition, a movable tabletop of the PP can also be used for a sequence or spiral recording of the CT. This requires a sufficiently fast communication between CT and LINAC.

Bisherige Lösungen verlangten immer nach einer permanenten und nicht veränderbaren Installation im Gebäude, um die Bildgebung eines CT mit andern Modalitäten zu kombinieren. Grund hierfür ist die Wiederholgenauigkeit und somit die Reproduzierbarkeit von Aufnahmen des CTs. Mit einer hinreichend Wiederholgenauen Kopplung eines mobilen CTs an andere Modalitäten entfällt die aufwändige räumliche Installation. Die variable Nutzung des mobilen CTs und verschiedenen Räumlichkeiten ist ebenfalls gegeben. Das Erkennen der Koppelgegenstelle bietet Vorteile für die Automatisierung und somit der Workflow-Optimierung. Das bedienende Personal ist nicht gezwungen die Details für jeden Anwendungsraum einzeln einzugeben oder Daten des Patienten noch einmal am CT einzugeben. Diese Informationen können mit der Kopplung des CT synchronisiert werden. Bei einer mechanischen Kopplung kann das CT während der Kopplung (elektrische Kontaktierung) mit Energie versorgt werden. Previous solutions always required a permanent and unchanging installation in the building to combine the imaging of a CT with other modalities. The reason for this is the repeatability and thus the reproducibility of images of the CT. With a sufficiently repeatable coupling of a mobile CT to other modalities, the complex spatial installation is no longer necessary. The variable use of the mobile CT and various premises is also given. The recognition of the coupling remote site offers advantages for the automation and thus the workflow optimization. The operating personnel is not forced to enter the details for each application room individually or to enter patient data again on the CT. This information can be synchronized with the coupling of the CT. With a mechanical coupling, the CT can be supplied with energy during the coupling (electrical contacting).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2197351 [0004] EP 2197351 [0004]

Claims (9)

Vorrichtung umfassend eine bildgebende Einheit und eine Patientenpositioniereinheit, wobei die bildgebende Einheit und die Patientenpositioniereinheit relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung Mittel zur Positionierung umfasst, um die bildgebende Einheit und die Patientenpositioniereinheit reproduzierbar in eine relativ zu einander vorbestimmte Position zu bringen. A device comprising an imaging unit and a patient positioning unit, wherein the imaging unit and the patient positioning unit are movable relative to one another, characterized in that the device comprises positioning means for reproducibly bringing the imaging unit and the patient positioning unit into a relative predetermined position. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildgebende Einheit ein Computertomographiegerät umfasst. The device of claim 1, wherein the imaging unit comprises a computed tomography device. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mittel zur Positionierung eine mechanische, vorzugsweise verriegelbare Verbindung von bildgebende Einheit und Patientenpositioniereinheit umfasst. Device according to claim 1 or 2, wherein the means for positioning comprises a mechanical, preferably lockable connection between the imaging unit and the patient positioning unit. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Positionierung Mittel zum Empfangen eines Positionssignals umfassen. Device according to one of the preceding claims, wherein the means for positioning comprise means for receiving a position signal. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Positionierung eine Verbindung mit elektrischer Kontaktierung zur Übertragung von Energie und oder Daten umfassen. Device according to one of the preceding claims, wherein the means for positioning comprise a connection with electrical contacting for the transmission of energy and or data. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine weitere Modalität, insbesondere eine Linearbeschleunigereinheit. Device according to one of the preceding claims, further comprising a further modality, in particular a linear accelerator unit. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die bildgebende Einheit relativ zu der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar ist. Device according to one of the preceding claims, wherein the imaging unit is positionable relative to the patient positioning unit and / or the further modality. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die bildgebende Einheit mittels einer Drehbewegung, relativ zu der der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar ist.  Device according to one of the preceding claims, wherein the imaging unit is positionable by means of a rotational movement relative to the patient positioning unit and / or the further modality. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die bildgebende Einheit mittels einer Linearbewegung, relativ zu der der Patientenpositioniereinheit und/oder der weiteren Modalität positionierbar ist. Device according to one of the preceding claims, wherein the imaging unit is positionable by means of a linear movement relative to the patient positioning unit and / or the further modality.
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