DE102019102930B3

DE102019102930B3 - Device for tumor radiation

Info

Publication number: DE102019102930B3
Application number: DE102019102930.9A
Authority: DE
Inventors: Ali Pashazadeh; Robert Odenbach; Michael Friebe; Alexander van Oepen
Original assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Current assignee: FRIEBE, MICHAEL, PROF., DE
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2039-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tumorbestrahlung, mit einem Rahmen (2) und einer Aufnahme (5) für eine Bestrahlungsquelle (B), wobei der Rahmen (2) ein erstes Rahmenelement (3) mit einem ersten bogenförmigen Führungselement (6) mit einer ersten Bewegungsachse (E) und ein zweites Rahmenelement (4) mit einem zweiten bogenförmigen Führungselement (7) mit einer zweiten Bewegungsachse (F) umfasst und das zweite Rahmenelement (4) verfahrbar an dem ersten bogenförmigen Führungselement (6) angeordnet ist und die Aufnahme (5) für eine Bestrahlungsquelle (B) verfahrbar an dem zweiten bogenförmigen Führungselement (7) angeordnet ist und die Bewegungsachsen (E, F) der Führungselemente (6, 7) in einem Winkel zwischen 45 und 90 Grad zueinander angeordnet sind.The invention relates to a device for tumor radiation, with a frame (2) and a receptacle (5) for an irradiation source (B), the frame (2) comprising a first frame element (3) with a first arcuate guide element (6) with a first Movement axis (E) and a second frame element (4) with a second arcuate guide element (7) with a second axis of movement (F) and the second frame element (4) is movably arranged on the first arcuate guide element (6) and the receptacle (5 ) for a radiation source (B) is movably arranged on the second arcuate guide element (7) and the movement axes (E, F) of the guide elements (6, 7) are arranged at an angle between 45 and 90 degrees to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Aufnahme für eine Strahlenquelle zur Tumorbestrahlung.The invention relates to a device with a receptacle for a radiation source for tumor radiation.

Eine effektive Methode zur Behandlung bestimmter Tumore ist die Anwendung von Röntgenstrahlung (Radioonkologie). Die ionisierende und hochenergetische Röntgenstrahlung wird zur Wachstumshemmung und Abtötung der Tumorzellen eingesetzt. In über 50 % aller Fälle ist diese Methode erfolgreich und führt zumindest zu einer Reduzierung des Tumorgewebes.An effective method for treating certain tumors is the use of X-rays (radiooncology). The ionizing and high-energy X-rays are used to inhibit the growth and kill the tumor cells. This method is successful in over 50% of all cases and at least leads to a reduction in tumor tissue.

Die Tumorzellen verfügen nämlich im Gegensatz zu gesunden Zellen in der Regel nicht über ausreichende Reparaturmechanismen, um die durch die Strahlung verursachten Schäden zu beseitigen. Ist die Schädigung durch die Bestrahlung groß genug, können sich die betroffenen Tumorzellen nicht weiter vermehren und sterben in der Folge ab.In contrast to healthy cells, the tumor cells generally do not have sufficient repair mechanisms to eliminate the damage caused by the radiation. If the radiation damage is large enough, the affected tumor cells can no longer multiply and die as a result.

Für den Therapieerfolg ist es entscheidend, sowohl eine größtmögliche Strahlendosis in das zu behandelnde Tumorgewebe zu leiten, um die Tumorzellen abzutöten, als auch das umliegende gesunde Gewebe weitestgehend zu schonen, um Nebenwirkungen und Folgeschäden möglichst gering zu halten.For the success of the therapy, it is crucial to both direct the greatest possible dose of radiation into the tumor tissue to be treated in order to kill the tumor cells and to protect the surrounding healthy tissue as much as possible in order to minimize side effects and consequential damage.

Um dies zu erreichen, wird in der Strahlentherapie insbesondere die Teletherapie mittels Linearbeschleuniger eingesetzt. Hierbei wirkt die Strahlung, im Gegensatz zur Brachytherapie, von außen auf den Körper des Patienten ein. To achieve this, teletherapy using linear accelerators is used in particular in radiation therapy. In contrast to brachytherapy, the radiation acts on the patient's body from the outside.

Um bei dieser Methode die Strahlenbelastung für das gesunde Gewebe möglichst gering zu halten, rotiert die Strahlenquelle derart um das Tumorzentrum herum, dass das Tumorzentrum während der Behandlung möglichst lange, das umliegende gesunde Gewebe, das sich zwischen der Strahlenquelle und dem Tumorgewebe befindet, jedoch nur möglichst kurz bestrahlt werden. Entsprechend ist nach einer Behandlung die Strahlendosis im Tumorgewebe möglichst hoch und im gesunden Gewebe möglichst gering.In order to keep the radiation exposure for the healthy tissue as low as possible with this method, the radiation source rotates around the tumor center in such a way that the tumor center during the treatment as long as possible, but only the surrounding healthy tissue that is between the radiation source and the tumor tissue be irradiated as short as possible. Accordingly, the radiation dose in the tumor tissue after treatment is as high as possible and as low as possible in healthy tissue.

Die beschriebene Methode wird mit vielversprechenden Ergebnissen bereits effektiv eingesetzt. Eine solche Methode beschreibt auch die US 2011/0163245 A1 , bei der eine Strahlenquelle in drei Dimensionen über einem isozentrischen Punkt verfahren wird. Die entsprechenden Geräte sind jedoch lediglich schematisch in ihren Grundfunktionen offenbart.The method described is already being used effectively with promising results. Such a method also describes the US 2011/0163245 A1 , in which a radiation source is moved in three dimensions over an isocentric point. However, the corresponding devices are only schematically disclosed in their basic functions.

Die Anschaffung entsprechender Geräte ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, die bei weitem nicht von allen Krankenhäusern getragen werden können. Ein wesentlicher Kostenfaktor bei diesen Geräten liegt in der aufwändigen automatisierten Steuerung begründet, die zur korrekten Ausrichtung der Strahlenquelle benötigt wird. Ebenfalls nicht zu vernachlässigen sind die regelmäßig hohen Wartungskosten einer solchen Anlage.However, the purchase of appropriate equipment is associated with high costs, which by far cannot be borne by all hospitals. A major cost factor with these devices is the complex automated control that is required for the correct alignment of the radiation source. The regularly high maintenance costs of such a system should also not be neglected.

Neben den hohen Anschaffungs- und Wartungskosten liegt ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen darin, dass sie sehr groß sind und sehr viel Platz benötigen. Diesen Platz, in der Regel füllt ein entsprechendes Behandlungssystem inklusive der notwendigen Technik mehrere Räume, kann nicht jede Klinik zur Verfügung stellen.In addition to the high purchase and maintenance costs, another disadvantage of known devices is that they are very large and require a lot of space. Not every clinic can provide this space, as a rule a corresponding treatment system, including the necessary technology, fills several rooms.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Tumorbehandlung zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig in der Anschaffung und Wartung ist, nur einen geringen Platzbedarf hat und einfach in der Bedienung ist.It is therefore an object of the invention to provide a device for treating tumors which is inexpensive to purchase and maintain, requires little space and is simple to operate.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the claims can also be combined with one another in any desired and technologically sensible manner and thus show further refinements of the invention.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Tumorbestrahlung umfasst einen Rahmen und eine Aufnahme für eine Bestrahlungsquelle.A device for tumor radiation according to the invention comprises a frame and a receptacle for a radiation source.

Der Rahmen umfasst dabei im Wesentlichen ein erstes Rahmenelement mit einem ersten bogenförmigen Führungselement und ein zweites Rahmenelement mit einem zweiten bogenförmigen Führungselement.The frame essentially comprises a first frame element with a first arcuate guide element and a second frame element with a second arcuate guide element.

Die Aufnahme umfasst vorzugsweise einen Schlitten und eine Halterung für die Bestrahlungsquelle.The receptacle preferably comprises a carriage and a holder for the radiation source.

Das zweite Rahmenelement ist verfahrbar an dem ersten bogenförmigen Führungselement geführt. Die Aufnahme für die Bestrahlungsquelle ist mit ihrem Schlitten verfahrbar an dem zweiten bogenförmigen Führungselement geführt. Entsprechend ist die Aufnahme - und somit die darin angeordnete Bestrahlungsquelle - in bis zu zwei Freiheitsgraden entlang dem ersten und/oder zweiten Führungselement verfahrbar.The second frame element is movably guided on the first arcuate guide element. The receptacle for the radiation source is guided with its carriage on the second arcuate guide element. Accordingly, the receptacle - and thus the radiation source arranged therein - can be moved in up to two degrees of freedom along the first and / or second guide element.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Rahmenelemente zwei parallel zueinander angeordnete und miteinander über zumindest ein Verbindungselement verbundene Teilelemente, wobei die Teilelemente jeweils ein bogenförmiges Führungselement umfassen. Eine solche doppelläufige oder auch schienenartige Anordnung der Führungselemente hat den Vorteil höherer Stabilität beim Verfahren der aneinander geführten Teile.In a preferred embodiment, the frame elements comprise two partial elements arranged parallel to one another and connected to one another via at least one connecting element, the partial elements each having an arcuate shape Include guide element. Such a double-track or rail-like arrangement of the guide elements has the advantage of greater stability when moving the parts brought together.

Der Fachmann wählt das Verbindungselement nach den jeweiligen Anforderungen. Bevorzugt ist das Verbindungselement einteilig vorgesehen, es sind jedoch auch Ausführungsformen mit mehreren bzw. mehrstückigen Verbindungselementen denkbar. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement mit einer im Wesentlichen rechteckigen Grundform vorgesehen, wobei das Innere des Rechtecks soweit frei von Material ist, dass der Strahlengang der Bestrahlungsquelle bzw. der Sonde und somit die Bestrahlung durch die Strahlenquelle nicht beeinflusst wird.The specialist chooses the connecting element according to the respective requirements. The connecting element is preferably provided in one piece, but embodiments with several or multi-piece connecting elements are also conceivable. In a further preferred embodiment, the connecting element is provided with an essentially rectangular basic shape, the interior of the rectangle being so far free of material that the beam path of the radiation source or the probe and thus the radiation is not influenced by the radiation source.

Die Rahmenelemente und die jeweiligen Führungselemente bzw. die Teilelemente der Rahmenelemente und die jeweiligen Führungselemente können einteilig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Entsprechend können die Führungselemente Teil der Rahmenelemente beispielsweise in Form von Ausstülpungen oder Vertiefungen sein.The frame elements and the respective guide elements or the partial elements of the frame elements and the respective guide elements can be composed of one part or of several parts. Accordingly, the guide elements can be part of the frame elements, for example in the form of protuberances or depressions.

Die Art der Führungselemente wählt der Fachmann nach den speziellen Anforderungen aus. Im Stand der Technik ist eine große Auswahl entsprechender Führungselemente bekannt, beispielsweise in Form von rillenartigen Vertiefungen oder schienenartigen Vorsprüngen. An den verfahrbaren Elementen, also dem zweiten Rahmenelement und dem Schlitten der Aufnahme, sind soweit notwendig den Führungselementen entsprechende mit diesen kraft- und/oder formschlüssig verbindbare Laufelemente vorgesehen. Die Kombination von Führungs- und entsprechenden Laufelementen ist insbesondere für eine präzise Verfahrbarkeit der jeweiligen Elemente vorteilhaft.The specialist selects the type of guide elements according to the special requirements. A large selection of corresponding guide elements is known in the prior art, for example in the form of groove-like depressions or rail-like projections. On the movable elements, that is to say the second frame element and the carriage of the receptacle, the guide elements are provided with corresponding running elements which can be connected to these in a force-fitting and / or form-fitting manner. The combination of guiding elements and corresponding running elements is particularly advantageous for precise movement of the respective elements.

Die bogenförmigen Führungselemente sind erfindungsgemäß so angeordnet, dass ihre Bewegungsachsen in einem Winkel zwischen null Grad und 90 Grad, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 45 und 90 Grad zueinander stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Bewegungsachsen senkrecht also in einem Winkel von 90 Grad zueinander. Die Bewegungsachse eines bogenförmigen Führungselements ist dabei als die Projektion des Verfahrwegs der Bestrahlungsquelle entlang eines Führungselements auf die darunter liegende Ebene, in der Regel die Oberfläche des Bestrahlungsobjekts, zu verstehen.According to the invention, the arcuate guide elements are arranged such that their axes of movement are at an angle between zero degrees and 90 degrees, preferably at an angle between 45 and 90 degrees to one another. In a preferred embodiment, the axes of movement are perpendicular to one another at an angle of 90 degrees. The axis of movement of an arcuate guide element is to be understood as the projection of the path of travel of the radiation source along a guide element onto the underlying plane, generally the surface of the object to be irradiated.

Die Rahmenelemente an sich müssen nicht bogenförmig und entsprechend den jeweiligen Führungselementen ausgeformt sein, jedoch ist eine solche Form insbesondere dann zu bevorzugen, wenn sie die Anordnung der bogenförmigen Führungselemente und/oder die Manövrierbarkeit der Sonde bzw. der Aufnahme vereinfacht.The frame elements themselves do not have to be arcuate and shaped in accordance with the respective guide elements, but such a shape is particularly preferred if it simplifies the arrangement of the arcuate guide elements and / or the maneuverability of the probe or the receptacle.

Zumindest eines der beiden bogenförmigen Führungselemente ist vorzugsweise als Kreisbogen ausgeformt. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform sind beide Führungselemente kreisbogenförmig ausgeformt.At least one of the two arcuate guide elements is preferably formed as an arc. In a further preferred embodiment, both guide elements are formed in the shape of a circular arc.

Vorteilhaft an der Ausformung als Kreisbögen ist, dass ein Kreisbogen als Ausschnitt eines Kreises einen definierten Mittelpunkt besitzt. Entsprechend strahlt eine Bestrahlungsquelle, die entlang eines Kreisbogens verfahren wird, beständig in diesen Mittelpunkt. In der Folge wird in diesem Mittelpunkt ein Bestrahlungsmaximum und somit eine maximale Strahlendosis erreicht.It is advantageous in the form of circular arcs that an arc as a section of a circle has a defined center. Accordingly, a radiation source, which is moved along an arc of a circle, continuously radiates into this center. As a result, a radiation maximum and thus a maximum radiation dose is reached in this center.

Weiterhin bevorzugt weisen beide Führungselemente einen gemeinsamen Mittelpunkt bzw. ein gemeinsames Rotationszentrum auf, sodass eine maximale Strahlendosis in dem gemeinsamen Mittelpunkt erzielt wird.Furthermore, both guide elements preferably have a common center or a common center of rotation, so that a maximum radiation dose is achieved in the common center.

Die Halterung der Aufnahme ist bevorzugt für die aufzunehmende Bestrahlungsquelle angepasst. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Aufnahme universell ausgestaltet ist, also zur Aufnahme verschiedener Strahlungsquellen geeignet ist.The holder of the receptacle is preferably adapted for the radiation source to be recorded. However, embodiments are also conceivable in which the receptacle is designed to be universal, that is to say is suitable for accommodating different radiation sources.

In einer Weiterführung der Erfindung kann eine Verfahrbarkeit des zweiten Rahmenelements und der Aufnahme über Motoren vorgesehen sein, wobei die Motoren vorzugsweise fernsteuerbar sind. Eine solche Verfahrbarkeit über Motoren hat gegenüber einer händischen Betätigung den Vorteil, dass eine gleichmäßigere Bewegung erreichbar ist, die händisch nicht erreichbar ist. Besonders bevorzugt ist weiterhin eine Steuerung der Motoren über einen entsprechenden Prozessor. Vorteilhaft ist eine solche automatisierte Verfahrbarkeit, da hier verschiedenste Verfahrmuster programmierbar sind und diese mit einer Präzision ausführbar sind, die mit einer manuellen Steuerung nicht erreichbar ist.In a further development of the invention, the second frame element and the receptacle can be moved by means of motors, the motors preferably being remotely controllable. Such mobility over motors has the advantage over manual actuation that a more uniform movement can be achieved that cannot be achieved manually. Control of the motors via a corresponding processor is also particularly preferred. Such an automated traversability is advantageous since a wide variety of traversing patterns can be programmed here and these can be carried out with a precision that cannot be achieved with a manual control.

Weiterhin können erfindungsgemäße Vorrichtungen auch für größere Bestrahlungsquellen vorgesehen sein. Bei der Verwendung einer größeren Bestrahlungsquelle kann es aufgrund des Eigengewichtes der Bestrahlungsquelle unmöglich werden, die Vorrichtung direkt auf dem zu bestrahlenden Patienten zu platzieren. In solchen Fällen ist in einer Weiterführung der Erfindung ein tragendes Gerüst vorgesehen, auf dem die Vorrichtung fixierbar anordenbar ist.Furthermore, devices according to the invention can also be provided for larger radiation sources. When using a larger radiation source, it may be impossible to place the device directly on the patient to be irradiated due to the weight of the radiation source. In such cases, in a further development of the invention, a supporting framework is provided, on which the device can be arranged in a fixable manner.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass sie platzsparend und kostengünstig in der Anschaffung und in der Wartung ist. In der einfachsten Ausführung ohne Motoren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung nur wenige mechanische Teile, deren Wartung oder Kalibrierung kostengünstig ausführbar ist.The device according to the invention has the advantage over the prior art that it is space-saving and inexpensive to use Acquisition and maintenance. In the simplest version without motors, the device according to the invention comprises only a few mechanical parts, the maintenance or calibration of which can be carried out inexpensively.

Darüber hinaus ist die Vorrichtung zur Tumorbestrahlung auch direkt auf der Oberfläche des Bestrahlungsobjektes bzw. auf der Hautoberfläche des Patienten platzierbar bzw. fixierbar. Damit kann die Bestrahlungsquelle der unter ihr befindlichen Zielregion auch folgen, wenn diese ihre Lage ändert, beispielsweise durch Atembewegungen des Patienten. Ein zusätzliches System zur Nachführung der Vorrichtung bei Lageänderungen der Zielregion kann somit entfallen.In addition, the device for tumor radiation can also be placed or fixed directly on the surface of the radiation object or on the skin surface of the patient. The radiation source can thus also follow the target region located below it if it changes its position, for example due to the patient's breathing movements. An additional system for tracking the device when the position of the target region changes can thus be dispensed with.

Auch in weiterhin bevorzugten Ausführungsformen, nämlich solchen mit Motoren und gegebenenfalls einer mikroprozessorgesteuerten Verfahrbarkeit, ist die Vorrichtung noch immer kostengünstig und vor allem auch immer noch deutlich platzsparender als bekannte Vorrichtungen.Even in further preferred embodiments, namely those with motors and possibly a microprocessor-controlled movability, the device is still inexpensive and, above all, is still significantly more space-saving than known devices.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the figures show a particularly preferred embodiment variant of the invention. However, the invention is not limited to the embodiment variant shown. In particular, the invention encompasses, as far as it makes technical sense, any combinations of the technical features that are listed in the claims or described in the description as relevant to the invention.

Es zeigen:

1 schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammenhang mit der technischen Peripherie der Bestrahlungsquelle;
2 schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der miniaturisierten Bestrahlungsquelle (Sonde);
3 Detaillierte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Sonde;
4 perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der miniaturisierten Bestrahlungsquelle (Sonde);
5 Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Darstellung der Bewegungsachsen;
6 verschiedene mögliche Positionen der verfahrbaren Sonde (A-C).

Show it:

1 schematic view of the device according to the invention in connection with the technical periphery of the radiation source;
2nd schematic view of the device according to the invention with the miniaturized radiation source (probe);
3rd Detailed perspective view of the device according to the invention with a probe;
4th perspective view of the device according to the invention with the miniaturized radiation source (probe);
5 Supervision of the device according to the invention with representation of the axes of movement;
6 different possible positions of the movable probe (AC).

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einer miniaturisierten Bestrahlungsquelle B (Sonde) im Zusammenhang mit der Peripherie A der Bestrahlungsquelle, die unter anderem eine Hochspannungsversorgung umfasst. Die Peripherie A ist mit der Bestrahlungsquelle B über ein flexibles Kabel verbunden, so dass die Bestrahlungsquelle B frei bewegt werden kann. 1 shows a device according to the invention 1 with a miniaturized radiation source B (probe) in connection with the periphery A of the radiation source, which includes a high-voltage supply. The periphery A is connected to the radiation source B via a flexible cable, so that the radiation source B can be moved freely.

2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit der Sonde B. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst einen Rahmen 2 mit einem ersten Rahmenelement 3 und einem zweiten Rahmenelement 4 sowie eine Aufnahme 5. Das erste Rahmenelement 3 und das zweite Rahmenelement 4 umfassen vorzugsweise jeweils zwei parallel zueinander angeordnete und miteinander verbundene Teilelemente. Insbesondere die Verbindung der Teilelemente des ersten Rahmenelements 3 kann in Form eines rahmenartigen Verbindungselements 8 vorgesehen sein. 2nd shows an enlarged view of the device according to the invention 1 with the probe B. The device according to the invention 1 includes a frame 2nd with a first frame element 3rd and a second frame element 4th as well as a recording 5 . The first frame element 3rd and the second frame element 4th preferably each comprise two sub-elements arranged parallel to one another and connected to one another. In particular the connection of the sub-elements of the first frame element 3rd can be in the form of a frame-like connecting element 8th be provided.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann zur Bestrahlung direkt auf die Oberfläche C des Behandlungsobjekts, beispielsweise auf den Körper des Patienten, aufgesetzt werden. Der Mittelpunkt bzw. der Rotationspunkt D der Strahlungsquelle B kann durch die Wahl der Lage der Strahlungsquelle B bestimmt werden. Insbesondere geeignet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 für die Bestrahlung von Tumoren bis ungefähr 5 bis 10 cm unterhalb der Oberfläche.The device according to the invention 1 can be placed directly on the surface C of the treatment object, for example on the patient's body, for irradiation. The center or the rotation point D of the radiation source B can be determined by the choice of the position of the radiation source B. The device according to the invention is particularly suitable 2nd for the irradiation of tumors up to approximately 5 to 10 cm below the surface.

3 zeigt eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit der Sonde B, wobei der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung des Verbindungselements des ersten Rahmenelements 3 verzichtet wurde. Das erste Rahmenelement 3 umfasst ein erstes und ein zweites Teilelement 3A, 3B, welche parallel zueinander angeordnet sind. Die Teilelemente 3A, 3B umfassen jeweils ein erstes bogenförmiges Führungselement 6. Die Führungselemente 6 können als Teile der Teilelemente 3A, 3B oder als eigenständige Bauteile vorgesehen sein. Entsprechend kann eine Baugruppe umfassend ein Teilelement 3A oder 3B und ein Führungselement 6 einteilig oder mehrteilig vorgesehen sein. Das zweite Rahmenelement 4 umfasst ein erstes und ein zweites Teilelement 4A, 4B, welche parallel zueinander angeordnet und bevorzugt an ihren jeweiligen Enden miteinander verbunden sind. Die Teilelemente 4A, 4B umfassen jeweils ein zweites bogenförmiges Führungselement 7. Das zweite Rahmenelement 4 ist verfahrbar an dem ersten Führungselementen 6 des ersten Rahmenelements 3 geführt. Vorzugsweise umfasst das zweite Rahmenelement 4 erste Laufelemente 4C, die in ihrer Form an die Führungselemente 6 des ersten Rahmenelements 3 angepasst sind und somit eine präzise Verfahrbarkeit des zweiten Rahmenelements 4 unterstützen. 3rd shows a detailed view of the device according to the invention 1 with the probe B, for the sake of clarity the representation of the connecting element of the first frame element 3rd was waived. The first frame element 3rd comprises a first and a second partial element 3A, 3B, which are arranged parallel to one another. The sub-elements 3A, 3B each comprise a first arcuate guide element 6 . The leadership elements 6 can be provided as parts of the partial elements 3A, 3B or as independent components. Accordingly, an assembly can comprise a sub-element 3A or 3B and a guide element 6 be provided in one part or in several parts. The second frame element 4th comprises a first and a second partial element 4A, 4B, which are arranged parallel to one another and are preferably connected to one another at their respective ends. The sub-elements 4A, 4B each comprise a second arcuate guide element 7 . The second frame element 4th is movable on the first guide elements 6 of the first frame element 3rd guided. The second frame element preferably comprises 4th first running elements 4C, the shape of the guide elements 6 of the first frame element 3rd are adjusted and thus a precise movability of the second frame element 4th support.

Die bogenförmigen Führungselemente 6, 7 sollen eine Verfahrbarkeit der Sonde B in zwei Freiheitsgraden um einen gemeinsamen Rotationspunkt des zweiten Rahmenelements 4 und der Aufnahme 5 ermöglichen. So sind die bogenförmigen Führungselemente 6, 7 vorzugsweise kreisbogenförmig vorgesehen, was eine präzise Berechnung des Mittelpunkts bzw. The arcuate guide elements 6 , 7 should allow the probe B to move in two degrees of freedom around a common point of rotation of the second frame element 4th and recording 5 enable. So are the arcuate guide elements 6 , 7 preferably provided in the form of a circular arc, which enables a precise calculation of the center point or

Rotationszentrums ermöglicht. Insbesondere sind die Kreisbögen der Führungselemente 6, 7 so ausgebildet, dass sie einen gemeinsamen Mittelpunkt aufweisen.Rotation center enables. In particular, the arcs of the guide elements 6 , 7 trained so that they have a common center.

Die Aufnahme 5 umfasst einen Schlitten 5A und eine Halterung 5B. Die Aufnahme 5 ist mit dem Schlitten 5A verfahrbar an den zweiten Führungselementen 7 des zweiten Rahmenelements 4 angeordnet. Vorzugsweise umfasst der Schlitten 5A der Aufnahme 5 zweite Laufelemente 5C, die in ihrer Form an die Führungselemente 7 des zweiten Rahmenelements 4 formschlüssig angepasst sind und somit eine präzise Führung der Halterung 5 unterstützen.The recording 5 comprises a carriage 5A and a holder 5B. The recording 5 can be moved with the carriage 5A on the second guide elements 7 of the second frame element 4th arranged. The carriage 5A preferably comprises the receptacle 5 second running elements 5C, the shape of the guide elements 7 of the second frame element 4th are form-fittingly adjusted and thus precise guidance of the holder 5 support.

Die Ausformung der Laufelemente 4C, 5C wählt der Fachmann in Abstimmung mit den Führungselementen 6, 7, um eine bestmögliche Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu ermöglichen. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beispielsweise sind die ersten Laufelemente 4C als Vorsprünge ausgebildet, die in die als Vertiefung ausgebildeten ersten Führungselemente 6 eingreifen. Die zweiten Laufelemente 5C sind als Vertiefungen ausgebildet, die um die als vorstehende Schienen ausgebildeten zweiten Führungselemente 7 greifen.The person skilled in the art chooses the shape of the running elements 4C, 5C in coordination with the guide elements 6 , 7 to the best possible handling of the device according to the invention 1 to enable. In the preferred embodiment shown, for example, the first running elements 4C are designed as projections, which in the first guide elements formed as a recess 6 intervention. The second running elements 5C are designed as depressions that surround the second guide elements, which are designed as projecting rails 7 to grab.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die beiden Teilelemente 3A, 3B des ersten Rahmenelements 3 sind über ein Verbindungselement 8 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 8 ist vorzugsweise als rahmenförmiges Rechteck ausgeformt, dessen Innenteil materialfrei ist, um den Strahlengang der Sonde B nicht zu behindern. Das Verbindungselement 8 kann einteilig vorgesehen sein, es sind jedoch auch mehrteilige Verbindungselemente 8 denkbar. Bei einem einteiligen Verbindungselement 8 wären die Teilelemente 3A, 3B des ersten Rahmenelements 3 entsprechend auf zwei parallelen Seiten des rechteckigen Verbindungselements 8 angeordnet. 4th shows a perspective view of the device according to the invention 1 . The two sub-elements 3A, 3B of the first frame element 3rd are about a connector 8th connected with each other. The connecting element 8th is preferably formed as a frame-shaped rectangle, the inner part of which is free of material so as not to obstruct the beam path of the probe B. The connecting element 8th can be provided in one piece, but there are also multi-part connecting elements 8th conceivable. With a one-piece connecting element 8th would be the sub-elements 3A, 3B of the first frame element 3rd accordingly on two parallel sides of the rectangular connecting element 8th arranged.

Die Teilelemente 3A, 3B können beispielsweise aber auch nur an ihren Enden mit jeweils einem quer zu den Teilelementen 3A, 3B verlaufenden Verbindungselement, als einem ersten 8A und einem zweiten 8B Verbindungselement, verbunden sein. Weitere Verbindungsmöglichkeiten sind dem Fachmann bekannt und werden den Anforderungen der jeweiligen Konstruktion folgend von ihm ausgewählt. Das Verbindungselement 8 kann Markierungen 8C beispielsweise in Form von Bohrungen umfassen, die eine leichtere Platzierbarkeit der Vorrichtung 1 ermöglichen.The partial elements 3A, 3B can, for example, also be connected only at their ends to a connecting element running transversely to the partial elements 3A, 3B, as a first 8A and a second 8B connecting element. Other connection options are known to the person skilled in the art and are selected by him according to the requirements of the respective construction. The connecting element 8th may include markings 8C, for example in the form of bores, which facilitate placement of the device 1 enable.

5 zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Die Rahmenelemente 3, 4 bzw. die ersten und zweiten bogenförmigen Führungselemente 6, 7 sind vorzugsweise so angeordnet, dass ihre Bewegungsachsen E, F senkrecht zueinander, also in einem Winkel von 90 Grad zueinander stehen. Die Bewegungsachsen E, F der bogenförmigen Führungselemente 6, 7 sind dabei wie dargestellt als die Projektion des Verfahrwegs der Halterung 5 bzw. der Bestrahlungsquelle B in Mittelposition entlang der Führungselemente 6, 7 auf die darunter liegende Ebene, in der Regel die Oberfläche des Bestrahlungsobjekts, zu verstehen. Entsprechend ergibt sich die eingezeichnete Bewegungsachse E durch das Verfahren der Aufnahme 5 bzw. der Bestrahlungsquelle B in Mittelstellung entlang der ersten Führungselemente des ersten Rahmenelements 3 und die eingezeichnete Bewegungsachse F durch das Verfahren der Aufnahme 5 bzw. der Bestrahlungsquelle B in Mittelstellung entlang der zweiten Führungselemente des zweiten Rahmenelements 4. Es sind neben dieser bevorzugten Anordnung der Rahmenelemente 3, 4 bzw. der Führungselemente 6, 7 auch Anordnungen denkbar, bei denen diese Elemente nicht wie dargestellt in einem rechten Winkel, sondern in anderen Winkeln zueinander angeordnet sind. 5 shows a plan view of the device according to the invention 1 . The frame elements 3rd , 4th and the first and second arcuate guide elements 6 , 7 are preferably arranged so that their axes of movement E, F are perpendicular to one another, that is to say at an angle of 90 degrees to one another. The movement axes E, F of the arcuate guide elements 6 , 7 are as shown as the projection of the travel of the bracket 5 or the radiation source B in the middle position along the guide elements 6 , 7 to understand the underlying level, usually the surface of the radiation object. Accordingly, the movement axis E shown results from the method of the recording 5 or the radiation source B in the middle position along the first guide elements of the first frame element 3rd and the drawn axis of movement F by the method of the recording 5 or the radiation source B in the middle position along the second guide elements of the second frame element 4th . It is in addition to this preferred arrangement of the frame elements 3rd , 4th or the guide elements 6 , 7 arrangements are also conceivable in which these elements are not arranged at a right angle, as shown, but at different angles to one another.

6i-iii zeigen die Vorrichtung 1 in verschiedenen Phasen i bis iii der Bestrahlung mit möglichen Positionen der Sonde B entlang der Verfahrwege. In allen möglichen Positionen der Sonde B entlang der durch den Rahmen 2 bzw. die ersten und zweiten Rahmenelemente 3, 4 vorgegebenen Verfahrwege der Aufnahme 5, hier nur beispielhaft in drei Phasen i bis iii dargestellt, trifft die von der Sonde B ausgehende Bestrahlung in den Mittelpunkt bzw. das Rotationszentrum D unterhalt der Oberfläche C des zu behandelnden Objekts. Im Rahmen einer Strahlenbehandlung ist es somit möglich, durch eine kontinuierliche Verfahrung der Sonde B die Strahlendosis im Rotationszentrums D zu maximieren, wohingegen die Strahlenbelastung außerhalb des Rotationszentrums D geringer ist. Entsprechend ist die Vorrichtung 1 so auf der Oberfläche C zu positionieren, dass die zu bestrahlende Region, beispielweise das Tumorgewebe, im Rotationszentrum D liegt. 6i - iii show the device 1 in different phases i to iii of the irradiation with possible positions of the probe B along the travel paths. In all possible positions of probe B along that through the frame 2nd and the first and second frame elements 3rd , 4th predetermined travel paths of the recording 5 , shown here by way of example in three phases i to iii, the radiation emanating from the probe B hits the center or the rotation center D maintaining the surface C of the object to be treated. In the context of radiation treatment, it is thus possible to maximize the radiation dose in the center of rotation D by continuously moving the probe B, whereas the radiation exposure outside the center of rotation D is lower. The device is corresponding 1 to be positioned on the surface C such that the region to be irradiated, for example the tumor tissue, lies in the center of rotation D.

BezugszeichenlisteReference list

11: Vorrichtung zur TumorbestrahlungDevice for tumor radiation
22nd: Rahmenframe
33rd: erstes Rahmenelement (A: erstes Teilelement, B: zweites Teilelement)first frame element (A: first partial element, B: second partial element)
44th: zweites Rahmenelement (A: erstes Teilelement, B: zweites Teilelement, C: erstes Laufelement)second frame element (A: first partial element, B: second partial element, C: first running element)
55: Aufnahme (A: Schlitten, B: Halterung, C: zweites Laufelement)Mount (A: slide, B: bracket, C: second running element)
66: erstes Führungselementfirst guide element
77: zweites Führungselementsecond guide element
88th: Verbindungselement (A: erstes Verbindungselement, B: zweites Verbindungselement, C: Markierung)Connection element (A: first connection element, B: second connection element, C: marking)
AA: Peripherie der BestrahlungsquellePeriphery of the radiation source
BB: Sonde (miniaturisierte Bestrahlungsquelle)Probe (miniaturized radiation source)
CC.: Oberfläche des BehandlungsobjektsSurface of the treatment object
DD: Mittelpunkt/RotationszentrumCenter / center of rotation
EE: erste Bewegungsachsefirst axis of movement
FF: zweite Bewegungsachsesecond axis of movement

Claims

Device for tumor radiation, with a frame (2) and a receptacle (5) for a radiation source (B), wherein - The frame (2) comprises a first frame element (3) with a first arcuate guide element (6) with a first axis of movement (E) and a second frame element (4) with a second arcuate guide element (7) with a second axis of movement (F) ; - The second frame element (4) is movably arranged on the first arcuate guide element (6) and the receptacle (5) for the radiation source (B) is movably arranged on the second arcuate guide element (7); and - The movement axes (E, F) of the guide elements (6, 7) are arranged at an angle between 45 and 90 degrees to each other.

Device for tumor radiation after Claim 1 , characterized in that the frame elements (3, 4) two partial elements (3A, 3B, 4A, 4B) arranged parallel to one another and connected to one another via at least one connecting element, each with an arcuate guide element (6, 7) per partial element (3A, 3B, 4A, 4B).

Device for tumor radiation after Claim 1 or 2nd , characterized in that the guide element (6, 7) of at least the first or the second frame element (3, 4) is formed in a circular arc.

Device for tumor irradiation according to one of the preceding claims, characterized in that the movement axes (E, F) of the guide elements are arranged at an angle of 90 degrees to one another.

Device for tumor irradiation according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle (5) comprises a carriage (5A) and a holder (5B).

Device for tumor radiation according to one of the preceding claims, characterized in that the second frame element (4) and / or the receptacle (5) comprise first or second running elements (4C, 5C) which are non-positively and / or positively to the shape of the guide elements (6, 7) are adjusted.

Device for tumor irradiation according to one of the preceding claims, characterized in that the second frame element (4) and / or the holder (5B) can be moved by motors.

Device for tumor radiation after Claim 7 , characterized in that the motors are remotely controllable.

Device for tumor radiation after Claim 7 or 8th , characterized in that the motors can be controlled via a microprocessor.

Device for tumor irradiation according to one of the preceding claims, characterized in that a supporting frame is provided on which the device for tumor irradiation can be arranged in a fixable manner.