DE202022105294U1

DE202022105294U1 - Vorrichtung zum Detektieren hochenergetischer Strahlung

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Publication number: DE202022105294U1
Application number: DE202022105294.8U
Authority: DE
Original assignee: L A P Laser Applikationen GmbH
Current assignee: L A P Laser Applikationen GmbH
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2024-01-03
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: WO2024061511A1

Abstract

Vorrichtung zum Detektieren von von einem Bestrahlungsgerät (10) ausgesendeter hochenergetischer Strahlung, umfassend einen Behälter (12) zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit einer Unterseite (14) zum Aufstellen des Behälters (12), weiter umfassend mindestens einen innerhalb des Behälters (12) angeordneten Strahlungssensor (26) und eine Verfahreinrichtung, durch die der mindestens eine Strahlungssensor (26) entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter (12) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) eine an einen Aufnahmequerschnitt einer Aufnahmeöffnung (30) eines Bildgebungssystems angepasste Querschnittform besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren von von einem Bestrahlungsgerät ausgesendeter hochenergetischer Strahlung, umfassend einen Behälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit einer Unterseite zum Aufstellen des Behälters, weiter umfassend mindestens einen innerhalb des Behälters angeordneten Strahlungssensor und eine Verfahreinrichtung, durch die der mindestens eine Strahlungssensor entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter verfahrbar ist.
Mit derartigen Vorrichtungen wird das Strahlungsfeld von Bestrahlungsgeräten insbesondere zur Tumorbehandlung vermessen. In der Tumorbehandlung kommen hochenergetische Strahlung aussendende Bestrahlungsgeräte, insbesondere Linearbeschleuniger, zum Einsatz. Für den Behandlungserfolg ist es von entscheidender Bedeutung, dass der zu behandelnde Tumor präzise der im Rahmen der Therapieplanung festgelegten Strahlendosis ausgesetzt wird. Hierzu ist es wiederum unerlässlich, das von dem Bestrahlungsgerät ausgesendete Strahlungsfeld präzise zu kennen. Bei Vorrichtungen zum Detektieren der von dem Bestrahlungsgerät ausgesendeten hochenergetischen Strahlung wird ein Behälter mit einer Flüssigkeit, meist Wasser, befüllt. Wasser simuliert in guter Näherung einen menschlichen Körper. In dem Behälter, insbesondere in der Flüssigkeit, ist mindestens ein Strahlungssensor angeordnet, der mittels einer Verfahreinrichtung beispielsweise entlang dreier orthogonaler Raumachsen in dem Behälter verfahren werden kann. Der Strahlungssensor detektiert die von dem Bestrahlungsgerät ausgesandte Strahlung an der jeweiligen Position in dem Behälter. Auf diese Weise kann ein dreidimensionales Abbild des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts generiert werden. Derartige Vorrichtungen werden auch als Wasserphantom bezeichnet.
Ein Wasserphantom ist beispielsweise bekannt aus EP 3 357 538 Al. Das bekannte Wasserphantom umfasst einen Wasserbehälter, in welchem eine Verstelleinrichtung angeordnet ist, die zwei Strahlungsdetektoren trägt, die mit der Verstelleinrichtung gemeinsam entlang von drei Achsen in dem Wasserbehälter verfahrbar sind. Mit Bezug auf ein in der DE 10 2011 113 611 B3 beschriebenes Wasserphantom wird in der EP 3 357 538 A1 das Problem beschrieben, dass das Wasservolumen des Wasserphantoms für die Messung mit dem Strahlungsdetektor nicht vollständig ausnutzbar sei, da die Verstelleinrichtung innerhalb des Wasserbehälters Bauraum benötige. Daher sei es nicht möglich, den Strahlungsdetektor an alle Behälterwände zu bewegen. Dies sei besonders dann problematisch, wenn das Wasserphantom unter beengten Bedingungen eingesetzt werden soll, wie dies bei der Kombination von Strahlungsquellen mit Bildgebungssystemen der Fall sei. Hier ist demnach das Wasserphantom in seiner Größe beschränkt, wodurch der Messbereich innerhalb des Wasserbehälters aufgrund der Verstelleinrichtung nicht ausreiche.
Zur Lösung dieses Problems wird in der EP 3 357 538 A1 vorgeschlagen, dass bei einer Messung mit einem ersten der zwei Strahlungsdetektoren der zweite Strahlungsdetektor der zwei Strahlungsdetektoren als Referenzdetektor dient und umgekehrt. Auf diese Weise soll auf einen stationären Referenzdetektor, der meist außerhalb des Feldes angeordnet ist, verzichtet werden können und so der Bauraum des Wasserphantoms reduziert werden können. Damit sollen Detektoranordnungen erreicht werden können, bei denen der eigene Platzbedarf der Verstelleinrichtung keine Limitierung mehr darstellt.
Bei der Kombination von Bestrahlungsgeräten mit Bildgebungssystemen, wie Kernspintomographiesystemen, erfolgt eine Bestrahlung des üblicherweise auf einer Patientenliege befindlichen Patienten innerhalb einer üblicherweise röhrenförmigen Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems. Auf diese Weise kann während der Bestrahlung mit dem Bildgebungssystem die Lage des Patienten, insbesondere des zu bestrahlenden Gewebes, verifiziert werden. Bei solchen kombinierten Systemen mit Bestrahlungsgerät und Bildgebungssystem muss eine Vorrichtung zum Detektieren der Strahlung des Bestrahlungsgeräts in die Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems eingesetzt werden. Typische röhrenförmigen Aufnahmeöffnungen von Bildgebungssystemen haben einen kreiszylindrischen Querschnitt mit einem Durchmesser von beispielsweise 70 cm. Die Platzverhältnisse für die Anordnung der Vorrichtung zum Detektieren der Strahlung des Bestrahlungsgeräts sind entsprechend beengt. Die in der EP 3 357 538 A1 vorgeschlagene Ausgestaltung löst dieses Problem nicht in ausreichender Weise.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der das Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts auch innerhalb der Aufnahmeöffnung eines Bildgebungssystems zuverlässig und vollständig vermessen werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die die Aufgabe dadurch, dass der Behälter eine an einen Aufnahmequerschnitt einer Aufnahmeöffnung eines Bildgebungssystems angepasste Querschnittform besitzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Vermessen des Strahlungsfeldes eines hochenergetische Strahlung aussendenden Bestrahlungsgeräts. Bei dem Bestrahlungsgerät kann es sich insbesondere um einen Linearbeschleuniger zur Tumorbehandlung handeln. Der Strahlungssensor ist entsprechend in an sich bekannter Weise ausgebildet, die Strahlung des Bestrahlungsgeräts zu detektieren. Die Vorrichtung weist in ebenfalls an sich bekannter Weise einen Behälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit auf. Der Behälter weist eine Unterseite auf, mit der er auf einer Unterlage aufgestellt werden kann, insbesondere auf einer Patientenliege zur Aufnahme eines mit dem Bestrahlungsgerät zu behandelnden Patienten. Bei der Flüssigkeit kann es sich insbesondere um Wasser handeln. Die Vorrichtung kann also ein Wasserphantom sein. Der innerhalb des Behälters angeordnete mindestens eine Strahlungssensor kann durch eine Verfahreinrichtung der Vorrichtung entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter, insbesondere in der Flüssigkeit, verfahren werden. Auf diese Weise kann das Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts an der jeweiligen Position des Strahlungssensors detektiert werden und hieraus zum Beispiel bei einer Verfahrbarkeit des Strahlungssensors entlang dreier orthogonaler Raumachsen dreidimensional erfasst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders ausgebildet zur Vermessung des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts innerhalb einer Aufnahmeöffnung eines Bildgebungssystems. Wie eingangs erläutert, kommt die Kombination von Bestrahlungsgeräten mit Bildgebungssystemen mittlerweile häufiger zum Einsatz. Wie ebenfalls erläutert, muss das Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts dann innerhalb der regelmäßig röhrenförmigen Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems vermessen werden und die Vorrichtung hierzu in die Aufnahmeöffnung eingesetzt werden. Behälter konventioneller Vorrichtungen besitzen eine Quaderform mit einem rechteckigen Querschnitt. Dies limitiert zwangsläufig den durch Verfahren des Strahlungssensors innerhalb des Behälters abdeckbaren Messbereich innerhalb der meist einen kreisrunden Querschnitt besitzenden Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass der Behälter eine an den Aufnahmequerschnitt der Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems angepasste Querschnittform besitzt. Durch die Anpassung der Behältergeometrie an die Aufnahmeöffnung kann der durch den innerhalb des Behälters verfahrbaren mindestens einen Strahlungssensor abdeckbare Messbereich maximiert werden. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem Bildgebungssystem zum Beispiel um ein Tomographiesystem, zum Beispiel ein Kernspintomographiesystem, wie ein MRT, handeln. Die Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems ist regelmäßig röhrenförmig mit einem meist kreisrunden oder ovalen Querschnitt. Wird die Längsrichtung der röhrenförmigen Aufnahmeöffnung als Y-Richtung definiert, kann die hierzu orthogonale horizontale Richtung als X-Richtung und die wiederum orthogonale vertikale Richtung als Z-Richtung bezeichnet werden. Durch die erfindungsgemäße Anpassung der Querschnittform des Behälters an den Querschnitt der Aufnahme des Bildgebungssystems kann der zur Verfügung stehende Messbereich insbesondere in X-Richtung und Z-Richtung gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vergrößert werden. In Y-Richtung weist die Aufnahmeöffnung in der Regel einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Entsprechend kann auch der Behälter in der Y-Richtung einen gleichbleibenden Querschnitt besitzen.
Wie bereits erwähnt, kann der mindestens eine Strahlungssensor durch die Verfahreinrichtung insbesondere entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen verfahrbar sein. Auf diese Weise kann der Messbereich des mindestens einen Strahlungssensors in alle drei Raumrichtungen ausgedehnt werden und somit eine vollständige dreidimensionale Erfassung des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts realisiert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Behälter in einem im auf der Unterseite aufgestellten Zustand oberen und unteren Bereich eine geringere Breite aufweisen als in einem mittleren Bereich zwischen dem oberen und unteren Bereich. Der Behälter hat wie erläutert eine Unterseite, mit der er auf einer Unterlage, wie einer Patientenliege, aufstellbar ist. Darüber hinaus hat der Behälter eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite. Der untere Bereich erstreckt sich ausgehend von der Unterseite bis zu dem mittleren Bereich. Der mittlere Bereich hat eine Ausdehnung in der sich von der Unterseite zur Oberseite erstreckenden vertikalen Richtung. Der obere Bereich erstreckt sich wiederum von dem mittleren Bereich bis zur Oberseite des Behälters. Auch der untere und der obere Bereich besitzen eine Ausdehnung in der sich von der Unterseite zur Oberseite erstreckenden vertikalen Richtung. Sofern vorliegend von Anordnungen im Raum, zum Beispiel einem oberen, unteren und mittleren Bereich oder Raumrichtungen, wie vertikal oder horizontal, gesprochen wird, bezieht sich dies jeweils auf den zur Messung bestimmungsgemäß auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters. Indem der obere und der untere Bereich eine geringere Breite aufweisen als der mittlere Bereich, kann der durch die im Querschnitt regelmäßig kreisrunde oder ovale Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems zur Verfügung gestellte Raum besonders gut ausgenutzt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der mittlere Bereich einen sich im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters vertikal erstreckenden Abschnitt mit konstanter Breite aufweisen, von dem ausgehend sich der Querschnitt in dem oberen Bereich in vertikaler Richtung nach oben und in dem unteren Bereich in vertikaler Richtung nach unten verjüngt. Der mittlere Bereich besitzt im aufgestellten Zustand des Behälters eine vertikale Erstreckung oder Höhe, über die die Breite des mittleren Abschnitts konstant ist. Der mittlere Abschnitt bildet insbesondere eine Quaderform. Ausgehend von dem mittleren Abschnitt mit konstanter Breite verjüngt sich der Querschnitt des Behälters nach oben und nach unten im oberen Bereich bzw. im unteren Bereich. Insbesondere können sich der gesamte obere Bereich bis zur Oberseite verjüngen und/oder der gesamte untere Bereich bis zur Unterseite verjüngen. Die Verjüngung des oberen und/oder des unteren Bereichs kann zum Beispiel unter einem gegebenenfalls konstanten Winkel erfolgen. Es ist aber auch eine im Querschnitt zum Beispiel gerundete Verjüngung des unteren und/oder oberen Bereichs möglich oder eine einmalige oder mehrfache Änderung des Verjüngungswinkels. Durch die erläuterte Ausgestaltung kann der Aufnahmequerschnitt des Bildgebungssystems noch besser ausgenutzt werden, wobei insbesondere in dem mittleren Bereich konstanter Breite ein großer Verfahrbereich in X- und Z-Richtung zur Verfügung steht. Der Querschnitt des Behälters kann dabei zum Beispiel rautenförmig sein, gegebenenfalls mit einer Abflachung an der Oberseite und/oder an der Unterseite.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der obere Bereich eine größere vertikale Erstreckung aufweisen als der untere Bereich. Weiterhin kann ein Verjüngungswinkel des oberen Bereichs kleiner sein als ein Verjüngungswinkel des unteren Bereichs. Der Verjüngungswinkel des oberen Bereichs kann nach einer weiteren Ausgestaltung kleiner als 30°, vorzugweise nicht mehr als 25°, sein und der Verjüngungswinkel des unteren Bereichs kann mindestens 30°, vorzugsweise größer als 30°, sein. Der Verjüngungswinkel wird dabei jeweils im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters zur Vertikalen gemessen. Der Behälter weist nach diesen Ausgestaltungen eine Asymmetrie in Bezug auf eine mittig durch den mittleren Bereich verlaufende horizontale Ebene auf. Hiermit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung regelmäßig nicht-symmetrisch in einer im Querschnitt zum Beispiel kreisrunden Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems angeordnet ist. Dies ist bedingt durch eine die Vorrichtung üblicherweise aufnehmende Patientenliege, die mit ihrer Oberseite regelmäßig unterhalb des Zentrums der Aufnahmeöffnung des Bildungssystems angeordnet ist. Durch die vorgenannten Ausgestaltungen kann dennoch der durch den mittleren Bereich definierte Messbereich mittig in der Aufnahmeöffnung positioniert werden. Dieser mittige Bereich ist der Bereich des für die Messung besonders relevanten Isozentrums des Bestrahlungsgeräts.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der mittlere Bereich einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von mehr als 50 cm, vorzugsweise mindestens 60 cm, und einer Höhe von mehr als 25 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm, aufweisen. Wie bereits erläutert, liegt ein typischer Durchmesser eines Aufnahmequerschnitts eines Bildgebungssystems bei 70 cm. Erfindungsgemäß kann dieser Bereich insbesondere im mittleren Bereich des Behälters weitgehend ausgenutzt werden. Mit den vorgenannten Ausgestaltungen kann ein Messbereich von über 55 cm in horizontaler Richtung (X-Richtung) und von über 25 cm in vertikaler Richtung (Z-Richtung) erreicht werden. Beispielsweise lässt sich ein Messbereich in X-Richtung von 58 cm und in Z-Richtung von 30 cm erreichen.
Der Behälter kann nach einer weiteren Ausgestaltung einen achteckigen Querschnitt besitzen. In Y-Richtung kann der Querschnitt des Behälters wie erläutert konstant sein. Mit einer achteckigen Querschnittsform lässt sich die Anpassung an den Aufnahmequerschnitt der Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems in besonders praxisgemäßer Weise und bei sicherem Aufstellen und besonders großer Stabilität des Behälters realisieren.
Die Vorrichtung kann nach einer weiteren Ausgestaltung mindestens zwei innerhalb des Behälters angeordnete und durch die Verfahreinrichtung entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter verfahrbare Strahlungssensoren umfassen, wobei die mindestens zwei Strahlungssensoren im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters in horizontaler Richtung, insbesondere in X-Richtung, zueinander beabstandet sind. Die mindestens zwei Strahlungssensoren können im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters auf gleicher Höhe angeordnet sein. Durch die Verfahreinrichtung sind die mindestens zwei Strahlungssensoren vorzugsweise entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen in dem Behälter verfahrbar. Durch das Vorsehen zweier in horizontaler Richtung, insbesondere in X-Richtung, beabstandeter Strahlungssensoren kann der Messbereich in horizontaler Richtung (X-Richtung) maximiert werden, da durch den jeweils einer Seitenwand des Behälters näheren der beiden Strahlungssensoren eine Messung bis an die den Messbereich begrenzende Seitenwand des Behälters heran erfolgen kann. Dadurch kann der durch den Behälter, insbesondere den mittleren Bereich des Behälters, zur Verfügung gestellte Raum trotz des erforderlichen Bauraums für die Verfahreinrichtung optimal für die Messung ausgenutzt werden. Mit nur einem Sensor ist dies aufgrund der üblicherweise drei Verfahrachsen der Verfahreinrichtung und des hierfür erforderlichen Bauraums nicht möglich. Dabei werden beide Strahlungssensoren zur Messung des Strahlungsfeldes eingesetzt. Sofern erforderlich, kann ein Referenzdetektor zusätzlich vorgesehen sein, zum Beispiel außerhalb des Behälters.
Gemäß einer besonders praxisgemäßen weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung einen mittels der Verfahreinrichtung entlang zumindest einer Raumachse, vorzugsweise entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen, in dem Behälter verfahrbaren Sensorträger aufweisen mit mindestens zwei Trägerarmen, wobei die mindestens zwei Strahlungssensoren jeweils an einem der Trägerarme angeordnet sind. Die Trägerarme sind im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters in horizontaler Richtung beabstandet. Sie können auf gleicher Höhe angeordnet sein. Hierdurch kann die Anordnung und Verfahrbarkeit der mindestens zwei Strahlungssensoren in dem Behälter konstruktiv besonders einfach und zuverlässig realisiert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Verfahreinrichtung mindestens einen Verfahrantrieb und mindestens eine Verfahrachse entlang der mindestens einen Raumachse, vorzugsweise zwei oder drei zueinander orthogonale Verfahrachsen entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen, aufweist, entlang der der mindestens eine Strahlungssensor, vorzugsweise der Sensorträger, mittels des mindestens einen Verfahrantriebs verfahrbar ist. Eine solche Ausgestaltung der Verfahreinrichtung ist an sich bekannt. Die Verfahreinrichtung kann auch zwei oder drei Verfahrantriebe aufweisen zum Verfahren entlang zweier oder dreier Verfahrachsen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung weiterhin eine Steuereinrichtung umfassen zum Ansteuern der Verfahreinrichtung und des mindestens einen Strahlungssensors, vorzugsweise der mindestens zwei Strahlungssensoren, zum Vermessen eines Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts innerhalb der Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems. Die Steuereinrichtung kann die Vermessung des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts durch Ansteuern der Verfahreinrichtung und des mindestens einen Strahlungssensors gegebenenfalls in allen drei Raumrichtungen, also dreidimensional, durchführen, insbesondere automatisch.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin das Bestrahlungsgerät und/oder das Bildgebungssystem umfassen. Auch kann die Vorrichtung eine die Vorrichtung zur Messung innerhalb der Aufnahmeöffnung des Bildgebungssystems aufnehmende Patientenliege umfassen. Wie erläutert, kann es sich bei dem Bestrahlungsgerät zum Beispiel um einen Linearbeschleuniger und bei dem Bildgebungssystem zum Beispiel um ein Tomographiesystem, wie ein MRT, handeln.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zur Veranschaulichung nur teilweise dargestelltem Behälter in einer perspektivischen Ansicht,
2 die in 1 gezeigte Vorrichtung in weiter teilweiser Darstellung von vorne in einem in eine Aufnahmeöffnung eines Bildgebungssystems eingesetzten Zustand,
3 Darstellungen entsprechend 2 in unterschiedlichen Betriebszuständen der Vorrichtung, und
4 die in 1 gezeigte Vorrichtung in einem in eine Aufnahmeöffnung eines Bildgebungssystems eingesetzten Zustand in einer perspektivischen Ansicht.

Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung dient zum Detektieren von von einem in 3 dargestellten Bestrahlungsgerät 10 ausgesendeter hochenergetischer Strahlung. Bei dem Bestrahlungsgerät 10 kann es sich beispielsweise um einen Linearbeschleuniger zur Tumorbehandlung handeln. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter 12 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser. Der Behälter 12 weist eine Unterseite 14 auf zum Aufstellen des Behälters beispielsweise auf einer Patientenliege 16.
Innerhalb des Behälters befindet sich ein Sensorträger 18, der mittels einer Verfahreinrichtung umfassend drei entlang dreier orthogonaler Raumrichtungen angeordnete Verfahrachsen 20 sowie drei Verfahrantriebe 22 entlang der Verfahrachsen 20 und damit entlang dreier zueinander orthogonaler Raumachsen verfahrbar ist. Die Raumachsen sind in 1 mit X, Y und Z bezeichnet, wobei Y die Längsrichtung des Behälters 12 bezeichnet, X die hierzu orthogonale horizontale Richtung und Z die hierzu wiederum orthogonale vertikale Richtung. Der Sensorträger 18 weist zwei in X-Richtung zueinander beabstandete Trägerarme 24 auf, an denen jeweils ein Strahlungssensor 26 zum Detektieren der von dem Bestrahlungsgerät 10 ausgesandten hochenergetischen Strahlung angeordnet sind. Die Strahlungssensoren 26 sind somit in X-Richtung zueinander beabstandet und befinden sich in Z-Richtung auf gleicher Höhe. Durch Verfahren des Sensorträgers 18 entlang der Verfahrachsen 20 können die Strahlungssensoren 26 somit in allen drei Raumachsen innerhalb des Behälters 12 verfahren werden. Auf diese Weise kann das Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts 10 dreidimensional vermessen werden. Eine Steuereinrichtung 28 der Vorrichtung ist über nicht näher dargestellte Verbindungen mit der Verfahreinrichtung, insbesondere den Verfahrantrieben 22 sowie den Strahlungssensoren 26 verbunden. Die Steuereinrichtung 28 kann das Vermessen des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts 10 auf diese Weise steuern, insbesondere automatisch.
Wie insbesondere in den 2 bis 4 zu erkennen, weist ein mit dem Bestrahlungsgerät 10 kombiniertes Bildgebungssystem eine durch eine Röhre 44 gebildete röhrenförmige Aufnahmeöffnung 30 mit einem kreisrunden Querschnitt auf. Die Längsrichtung der Aufnahmeöffnung 30 entspricht der Y-Richtung. Ein zu behandelnder Patient wird auf der Patientenliege 16 in die Aufnahmeöffnung 30 der Röhre 44 verfahren, sodass ein zuvor definierter Gewebeabschnitt durch das Bestrahlungsgerät 10 bestrahlt werden kann, insbesondere zur Tumorbehandlung. Gleichzeitig kann mittels des Bildgebungssystems, bei dem es sich beispielsweise um ein Tomographiesystem, wie ein Kernspintomographiesystem, handeln kann, durch bildgebende Verfahren die Position des Patienten und damit die korrekte Ausrichtung des zu behandelnden Gewebes zum Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts 10 überprüft werden.
Aus dieser Kombination des Bestrahlungsgeräts 10 mit dem Bildgebungssystem ergibt sich die Notwendigkeit, das Strahlungsfeld des Bestrahlungsgeräts 10 innerhalb der Aufnahmeöffnung 30 des Bildgebungssystems zu vermessen, indem der Behälter 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Patientenliege 16 innerhalb der Aufnahmeöffnung 30 positioniert wird, wie dies in den 2 bis 4 zu erkennen ist. Um trotz des runden Querschnitts der Aufnahmeöffnung 30 eine möglichst vollständige Vermessung des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts 10 zu ermöglichen, weist der Behälter 12 eine an den Aufnahmequerschnitt der Aufnahmeöffnung 30 angepasste Querschnittform auf.
Im dargestellten Beispiel besitzt der Behälter 12 einen achteckigen Querschnitt. In 1 ist aus Veranschaulichungsgründen eine der Unterseite 14 gegenüberliegende, die Oberseite bildende obere Wand nicht dargestellt. Es wäre aber auch denkbar, dass der Behälter 12 an seiner Oberseite offen ist. Auch die der in 1 zu erkennenden Rückwand 32 gegenüberliegende vordere Wand des Behälters 12 ist aus Veranschaulichungsgründen nicht dargestellt. Die vordere Wand besitzt dabei die gleiche Form wie die Rückwand 32. Eine gegebenenfalls die Oberseite bildende obere Wand kann die gleiche Form besitzen wie die die Unterseite 14 bildende untere Wand.
Der Behälter 12 umfasst einen sich vertikal erstreckenden mittleren Bereich 34 konstanter Breite, der somit einen quaderförmigen Raum definiert. Ausgehend von dem mittleren Bereich 34 erstreckt sich bis zur Unterseite 14 ein sich mit einem konstanten Verjüngungswinkel β verjüngender unterer Bereich 36. Weiterhin erstreckt sich ausgehend von dem mittleren Bereich 34 bis zur Oberseite des Behälters 12 ein sich ebenfalls mit einem konstanten Verjüngungswinkel α verjüngender oberer Bereich 38. Die Verjüngungswinkel α und β werden wie in 2 eingezeichnet jeweils im auf der Unterseite aufgestellten Zustand des Behälters zur in 2 gestrichelt eingezeichneten Vertikalen 46 gemessen. Insbesondere in den 1 und 2 ist zu erkennen, dass der obere Bereich 38 eine größere vertikale Erstreckung aufweist als der untere Bereich 36. Auch ist zu erkennen, dass der Verjüngungswinkel α des oberen Bereichs 38 kleiner ist als der Verjüngungswinkel β des unteren Bereichs 36. Hieraus ergibt sich eine in Bezug auf eine mittig durch den mittleren Bereich 34 verlaufende horizontale Ebene asymmetrische Ausgestaltung des Behälters 12, die an die Auflagefläche der Patientenliege 16 innerhalb der Aufnahmeöffnung 30 derart angepasst ist, dass insbesondere das regelmäßig mittig in der Aufnahmeöffnung 30 liegende Isozentrum des Bestrahlungsgeräts 10 gut zu vermessen ist.
In 2 ist ein durch den mittleren Bereich 34 zur Verfügung gestellter Messbereich 40 zum Vermessen des Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts 10 zur Veranschaulichung eingezeichnet. Übliche Durchmesser für die Aufnahmeöffnung 30 liegen bei 70 cm. Der Messbereich 40 kann in X-Richtung eine Breite von mehr als 50 cm, vorzugsweise etwa 58 cm, und in Z-Richtung eine Höhe von mehr als 25 cm, vorzugsweise etwa 30 cm, besitzen. Erreicht wird dies neben der besonders angepassten Querschnittgeometrie des Behälters 12 auch durch das Vorsehen zweier durch die Trägerarme 24 des Sensorträgers 18 getragenen Strahlungssensoren 26. In 3 sind über die Darstellung der 2 hinaus auch die Verfahreinrichtung sowie der Sensorträger 18 in zwei verschiedenen Positionen dargestellt. Außerdem ist das Strahlungsfeld 42 des Bestrahlungsgeräts 10 schematisch dargestellt. In der linken Darstellung der 3 ist der an dem linken Trägerarm 24 angeordnete Strahlungssensor 26 dicht zur Wand des Behälters 12 positioniert. Die Messung in diesem Bereich erfolgt entsprechend durch diesen dicht an der Wand positionierten Strahlungssensor 26. In der rechten Darstellung der 3 ist dagegen der an dem rechten Trägerarm 24 angeordnete Strahlungssensor 26 dicht an der Wand des Behälters 12 positioniert, sodass die Messung in diesem Bereich durch diesen Strahlungssensor 26 erfolgt. Auf diese Weise kann trotz des zwingend erforderlichen Bauraums für die Verfahreinrichtung der durch den mittleren Bereich 34 des Behälters 12 bereitgestellte Messbereich in der Breite maximal ausgenutzt werden, wie insbesondere auch in 4 zu erkennen.
Bezugszeichenliste

10: Bestrahlungsgerät
12: Behälter
14: Unterseite
16: Patientenliege
18: Sensorträger
20: Verfahrachse
22: Verfahrantrieb
24: Trägerarm
26: Strahlungssensor
28: Steuereinrichtung
30: Aufnahmeöffnung
32: Rückwand
34: Mittlerer Bereich
36: Unterer Bereich
38: Oberer Bereich
40: Messbereich
42: Strahlungsfeld
44: Röhre
46: Vertikale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3357538 [0003]
DE 102011113611 B3 [0003]
EP 3357538 A1 [0003, 0004, 0005]

Claims

Vorrichtung zum Detektieren von von einem Bestrahlungsgerät (10) ausgesendeter hochenergetischer Strahlung, umfassend einen Behälter (12) zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit einer Unterseite (14) zum Aufstellen des Behälters (12), weiter umfassend mindestens einen innerhalb des Behälters (12) angeordneten Strahlungssensor (26) und eine Verfahreinrichtung, durch die der mindestens eine Strahlungssensor (26) entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter (12) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) eine an einen Aufnahmequerschnitt einer Aufnahmeöffnung (30) eines Bildgebungssystems angepasste Querschnittform besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strahlungssensor (26) durch die Verfahreinrichtung entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) in einem im auf der Unterseite (14) aufgestellten Zustand oberen und unteren Bereich (38, 36) eine geringere Breite aufweist als in einem mittleren Bereich (34) zwischen dem oberen und unteren Bereich (38, 36).
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich (34) einen sich im auf der Unterseite (14) aufgestellten Zustand des Behälters (12) vertikal erstreckenden Abschnitt mit konstanter Breite aufweist, von dem ausgehend sich der Querschnitt in dem oberen Bereich (38) in vertikaler Richtung nach oben und in dem unteren Bereich (36) in vertikaler Richtung nach unten verjüngt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Bereich (38) eine größere vertikale Erstreckung aufweist als der untere Bereich (36).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verjüngungswinkel des oberen Bereichs (38) kleiner ist als ein Verjüngungswinkel des unteren Bereichs (36).
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verjüngungswinkel (α) des oberen Bereichs (38) kleiner als 30°, vorzugsweise nicht mehr als 25°, ist, und dass der Verjüngungswinkel (β) des unteren Bereichs (36) mindestens 30°, vorzugsweise größer als 30°, ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich (34) einen rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von mehr als 50 cm, vorzugsweise mindestens 60 cm, und einer Höhe von mehr als 25 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) einen achteckigen Querschnitt besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei innerhalb des Behälters (12) angeordnete und durch die Verfahreinrichtung entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter (12) verfahrbare Strahlungssensoren (26) umfasst, wobei die mindestens zwei Strahlungssensoren (26) im auf der Unterseite (14) aufgestellten Zustand des Behälters (12) in horizontaler Richtung zueinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Strahlungssensoren (26) im auf der Unterseite (14) aufgestellten Zustand des Behälters (12) auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mittels der Verfahreinrichtung entlang zumindest einer Raumachse in dem Behälter (12) verfahrbaren Sensorträger (18) aufweist mit mindestens zwei Trägerarmen (24), wobei die mindestens zwei Strahlungssensoren (26) jeweils an einem der Trägerarme (24) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahreinrichtung mindestens einen Verfahrantrieb (22) und mindestens eine Verfahrachse (20) entlang der mindestens einen Raumachse, vorzugsweise zwei oder drei zueinander orthogonale Verfahrachsen (20) entlang zweier oder dreier zueinander orthogonaler Raumachsen, aufweist, entlang der der mindestens eine Strahlungssensor (26), vorzugsweise der Sensorträger (18), mittels des mindestens einen Verfahrantriebs (22) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Steuereinrichtung (28) umfasst zum Ansteuern der Verfahreinrichtung und des mindestens einen Strahlungssensors (26) zum Vermessen eines Strahlungsfeldes des Bestrahlungsgeräts (10) innerhalb der Aufnahmeöffnung (30) des Bildgebungssystems.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin das Bestrahlungsgerät (10) und/oder das Bildgebungssystem umfasst.