EP1180055A2 - Anordnung zur strahlentherapie - Google Patents

Anordnung zur strahlentherapie

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Publication number
EP1180055A2
EP1180055A2 EP00958278A EP00958278A EP1180055A2 EP 1180055 A2 EP1180055 A2 EP 1180055A2 EP 00958278 A EP00958278 A EP 00958278A EP 00958278 A EP00958278 A EP 00958278A EP 1180055 A2 EP1180055 A2 EP 1180055A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
arrangement according
metal complex
designed
target tissue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00958278A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Müller
Dieter Regulla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laser und Medizin Technologie GmbH
Original Assignee
Laser und Medizin Technologie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19922991A external-priority patent/DE19922991A1/de
Application filed by Laser und Medizin Technologie GmbH filed Critical Laser und Medizin Technologie GmbH
Publication of EP1180055A2 publication Critical patent/EP1180055A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N5/1027—Interstitial radiation therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details
    • A61N2005/1098—Enhancing the effect of the particle by an injected agent or implanted device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N5/1002—Intraluminal radiation therapy

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for radiation therapy of a limited target tissue area, with a radiation source which is designed to emit ionizing radiation, and an emplacement which is arranged within the target tissue area or adjacent to it and which is designed for backscattering ionizing radiation .
  • Such an arrangement is known from the applicant's document DE 199 22 991 A1.
  • this known arrangement has an embedding which consists of micropellets or nanoparticles.
  • the particles consist of a titanium alloy and are embedded in a carrier emulsion.
  • the emulsion is introduced into the target tissue area using a catheter device.
  • a disadvantage of this arrangement is that the particles embedded in the emulsion are complex and expensive to produce. This results in correspondingly high operating costs for this known arrangement.
  • the technical problem underlying the invention is therefore to develop an arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that it can be operated more cost-effectively.
  • incorporation comprises a metal complex compound in a liquid solution or in an emulsion.
  • the technical teaching on which the invention is based is that the effect of increasing the dose in the immediate vicinity of metallic surfaces also occurs when the metallic surfaces are not solid but are in the liquid phase.
  • the inclusion contains a metal complex compound in a liquid solution or in an emulsion. It has been shown that the effect of increasing the dose can be achieved both with complex compounds of the common metals in the classic sense, i.e. the metals of the 3rd to 6th main group and the transition metals, as well as with alkaline earth metals and with internal transition metals, i.e. rare earth metals .
  • Biocompatible metal complex solutions or emulsions are preferably used. In this way, undesirable side effects, for example in the form of allergic reactions, are excluded as far as possible.
  • the choice of the metal complex compound to be used also depends on the scattering coefficient of the respective metal element for the radiation used.
  • the scattering coefficient should be as high as possible in the area of the energy spectrum used for the therapy, in order to be able to keep the irradiated intensity low and to protect unaffected, irradiated body sections.
  • X-rays or y-rays can be used.
  • the complex salt compounds used in practice should be able to be transferred to the target tissue area in a biocompatible, soluble form - be it as an emulsion or as a direct solution. This can be done with the help of an injection or infusion or, under suitable conditions, by iontophoresis.
  • the metal complex is an alkaline earth metal complex salt compound.
  • Barium sulfate is used in an embodiment of the invention designed in particular for an X-ray radiation therapy. Barium sulfate is already widely used in X-ray diagnostics as a positive contrast medium.
  • the metal complex compound is a rare earth complex salt compound.
  • Metal complexes containing gadolinium are particularly suitable for X-ray radiation.
  • the gadolinium DTPA used as a contrast agent in magnetic resonance imaging can be used.
  • This spreading agent is already medically approved as biocompatible and has the advantageous property of accumulating in particular in hypervascularized peripheral zones of tumors. This is exactly the area where the excessive dose effect is to be used to optimize radiation therapy.
  • the inclusion is preferably formed entirely from the metal complex compound in liquid solution or in emulsion. It goes without saying that a liquid solution or an emulsion which contains two or more different metal complexes can also be used. Alternatively, the arrangement according to the invention can also have an inclusion which is formed partly from conventional metal particles in emulsion and partly from a solution or emulsion containing metal complex.
  • the arrangement for the radiation therapy preferably has a backscatter geometry. That is, at least a portion of the storage is related to the Radiation source positioned behind the target tissue area or in its rear section. Appropriate positioning and expansion of the embedding can ensure that the entire target tissue area is exposed to radiation backscattered by the embedding.
  • the radiation geometry is optimized by a positioning device to which the radiation source is attached and which is designed to perform defined positioning movements for positioning the radiation source relative to the target tissue area.
  • the radiation detector should, as far as possible, not require any additional space beyond the volume occupied by a catheter device used to introduce the scattering agent, ie the metal complex-containing solution or emulsion. It is therefore preferably designed as a miniature dosimeter.
  • Another exemplary embodiment of the arrangement according to the invention has a radiation detector which is designed as a probe which can be displaced in the target tissue area.
  • the radiation intensity can be controlled over long distances of the target tissue area.
  • the radiation geometry can be adapted to the specific conditions of the respectively irradiated target tissue area.
  • a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention has a control device which is connected to the radiation detector and to the radiation source and which controls the power and / or the emission duration of the radiation emitted by the radiation source as a function of the measurement signal of the Radiation detector is formed.
  • the control device is preferably additionally connected to the positioning device and is designed to control an actuating movement of the positioning device, by means of which the radiation source is moved into a position in which the measurement signal assumes a maximum value.
  • Figure 1 shows an embodiment of the radiation therapy arrangement according to the invention in a schematic diagram
  • FIG. 2 shows a functional block diagram of a processing and control device of the arrangement according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows schematically a radiation therapy arrangement 1 00.
  • a tissue section 1 02 is shown in a schematic sectional view.
  • a tumor T is represented by coarse hatching and a dashed outline.
  • a fluid applicator 104 for the afterloading technique is inserted interstitially into the tissue section 102 and extends with its distal end into the tumor T.
  • the fluid applicator 1 04 is connected via a connecting piece 1 06 to a container (not shown) via which a liquid scattering agent 1 08 is supplied under pressure.
  • a liquid scattering agent 1 08 is supplied under pressure.
  • gadolinium-DTPA is used as the scattering agent.
  • the present arrangement is not limited to the use of gadolinium DTPA.
  • a liquid Solution of all metal complex compounds mentioned above, also in the form of an emulsion, are used.
  • the scattering agent 1 08 exits through a plurality of openings 1 1 0 in the wall of the applicator 1 04 in the surrounding target tissue area T and forms a liquid reservoir 1 1 2 there, which due to its metal content is a "multiple scattering body" for X-ray or -Radiation forms.
  • a radiation detector 11 8 is arranged on an axially displaceable carrier rod 11 4, which carries a scale 11 6 in the proximal region.
  • the radiation detector 1 1 8 generates a measurement signal corresponding to the dose rate.
  • the scale is used to determine the position of the radiation detector relative to the longitudinal extent of the distal end region of the fluid applicator 1 04.
  • automatically working arrangements for determining the position of the radiation detector 1 1 8 can also be provided.
  • the radiation detected by the detector 11 8 is generated with the aid of an irradiation device 120.
  • the irradiation device 1 20 has an X-ray device 1 22, which is constructed so that it can be pivoted by a motor on a swivel device 1 24.
  • the x-ray device 1 22 is assigned an imaging device 1 26 with an image processing unit 1 27 beyond the irradiated body section, by means of which the position of the fluid applicator 104 and of the radiation detector 1 1 8 relative to the target tissue area can be determined.
  • the same design can be used instead of an X-ray device to provide a radiation source for rays, for example using 60 Co.
  • the radiation detector 1 1 8 is designed as a miniature X-ray dosimeter.
  • the measurement signal generated by it is fed via a cable 1 28 to the input of a detector signal processing unit 1 30. This is on the output side with a tion control unit 1 32 connected.
  • the irradiation control unit 1 32 is connected to the X-ray device 1 22 and the swivel device 1 24 via control outputs. On the one hand, it controls the power of the radiation emitted by the X-ray device 1 22 and, on the other hand, the positioning of the X-ray device 1 22 using the swivel device 1 24.
  • the structure and function of the detector signal processing unit 1 30 are described in more detail below.
  • the x-ray device 1 22 is operated with a radiation output that is substantially reduced compared to comparable radiation therapies, since there is a greatly increased effective dose of the x-radiation in the target tissue area T as a result of multiple scattering effects in the liquid reservoir 1 1 2.
  • the exact dose rate is set with the help of the radiation control unit above an experimentally predetermined effect threshold for the proliferation inhibition.
  • the effect threshold can be determined, for example, by radiation tests on a tissue of the type of tissue section 102.
  • the dose rate profile of the radiation along the axis of the applicator 1 04 can be determined by moving the carrier rod 1 14.
  • the radiation power and / or direction of the radiation source 1 22 can be controlled on the basis of this profile.
  • the effective dose in the target tissue area T can also be controlled by additional supply or by suction of scattering material 1 08 during the treatment.
  • FIG. 2 schematically shows, in the form of a functional block diagram, a simple embodiment of the detector signal processing unit 1 30 and the irradiation control unit 1 22 of the arrangement according to FIG. 1.
  • the functions mentioned below will largely be implemented using software.
  • the detector signal processing unit 1 30 connected on the input side to the radiation detector 1 1 8 (FIG. 1) comprises an amplifier stage 1 30.1 and one of these subordinate correction stages 1 30.3, which is also connected to a correction table memory 1 30.2, in which the dose rate values recorded in the longitudinal axis of the fluid applicator 1 04 are extrapolated to the therapy-relevant circumferential dose rate values on the basis of a correction table predetermined for the special fluid applicator in vitro.
  • the irradiation control unit 1 32 comprises a subtraction stage 1 32.2 connected to the output of the detector signal processing unit 1 30 and to an internal setpoint memory 1 32.1, in which the current setpoint / actual value deviation of the dose rate is determined for each detector position and which in turn contains a control table memory 1 32.3 addressed.
  • a primary control signal for the power supply 1 32.4 of the X-ray source 1 22 is read from these as a function of the difference value obtained.
  • the primary control signals for various detector positions are generally fed to a subordinate averaging stage 1 32.5, which they store in an internal (not shown separately) buffer memory and, after completion of a measurement, carries out an averaging, the result of which represents a secondary control signal that is used by the power supply 1 32.4 is supplied.
  • the x-ray source can also be readjusted (represented by a dashed line) when a single primary control signal is present. This will be particularly useful in the event of large deviations at the start of treatment.
  • the control unit 1 32 further comprises - in a manner known per se - a sequence control stage 1 32.6 (with timer, working and program memory, which are not shown separately here) and a display unit 132.7 as well as an input unit 1 32.8 via which the essential treatment parameters are given to the operator are displayed and with the help of which the operator is given the opportunity to intervene manually.
  • the sequence control stage 1 32.6 receives detector position signals from the image processing unit 1 27 (FIG. 1) and, depending on this, controls the acquisition of the secondary control signal mentioned above and also a representation of the detector position together with the local dose rate on the display unit 1 32.7.
  • the swiveling device 1 24 (FIG.

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Abstract

Anordnung (100) für eine Strahlentherapie eines begrenzten Zielgewebsbereiches (T), mit einer Strahlungsquelle (122), die zur Emission ionisierender Strahlung ausgebildet ist, und einer Einlagerung (112), die innerhalb des Zielgewebsbereiches (T) oder benachbart zu diesem angeordnet ist und die zur Rückstreuung ionisierender Strahlung ausgebildet ist. Erfindungsgemäss weist die Einlagerung (112) eine Metallkomplex-Verbindung in einer flüssigen Lösung oder in einer Emulsion auf.

Description

Anordnung zur Strahlentherapie
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Strahlentherapie eines begrenzten Ziel-Gewebsbereiches, mit einer Strahlungsquelle, die zur Emission ionisierender Strahlen ausgebildet ist, und einer Einlagerung, die innerhalb des Ziel-Gewebsbereiches oder benachbart zu diesem angeordnet ist und die zur Rückstreuung ionisierender Strahlung ausgebildet ist.
Eine solche Anordnung ist aus der Schrift DE 199 22 991 A1 der Anmelderin bekannt. Zur Erhöhung der Wirkdosis der den Körper durchstrahlenden ionisierenden Strahlung unmittelbar im Ziel-Gewebsbereich weist dieser bei dieser bekannten Anordnung eine Einlagerung auf, die aus Mikropellets oder Nanopartikeln besteht. Die Teilchen bestehen aus einer Titanlegierung und sind in einer Trägeremulsion eingebettet. Die Emulsion wird mit Hilfe einer Kathetervorrichtung in den Ziel- Gewebsbereich eingebracht. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass die in der Emulsion eingebetteten Teilchen aufwendig und teuer in der Herstellung sind. Entsprechend hohe Betriebskosten dieser bekannten Anordnung sind die Folge.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist daher, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie kostengünstiger betrieben werden kann.
Dieses Problem wird für eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Einlagerung eine Metallkomplex-Verbindung in einer flüssigen Lösung oder in einer Emulsion aufweist.
Die der Erfindung zugrunde liegende technische Lehre besteht darin, dass der Effekt der Dosiserhöhung in unmittelbarer Nachbarschaft metallischer Oberflächen sich auch dann einstellt, wenn die metallischen Oberflächen nicht fest sind, sondern in flüssiger Phase vorliegen. Erfindungsgemäß enthält die Einlagerung eine Metallkomplex-Verbindung in einer flüssigen Lösung oder in einer Emulsion. Es hat sich dabei gezeigt, dass der Effekt einer Dosiserhöhung sowohl mit Komplexverbindungen der gängigen Metalle im klassischen Sinne, also den Metallen der 3. bis 6. Hauptgruppe sowie den Übergangsmetallen, als auch mit Erdalkalimetallen und mit inneren Übergangsmetallen, also Seltenerdmetallen, erzielt werden kann.
Bevorzugt gelangen biokompatible Metallkomplex-Lösungen oder -Emulsionen zum Einsatz. Auf diese Weise werden unerwünschte Nebenwirkungen, etwa in Form allergischer Reaktionen, weitestmöglich ausgeschlossen.
Die Auswahl der zu verwendenden Metallkomplex-Verbindung richtet sich auch nach dem Streukoeffizienten des jeweiligen Metall-Elementes für die verwendete Strahlung. Der Streukoeffizient sollte in dem für die Therapie verwendeten Bereich des Energiespektrums möglichst hoch sein, um die eingestrahlte Intensität gering halten zu können und nicht befallene, durchstrahlte Körperabschnitte zu schonen. Je nach Therapieform können Röntgen- oder y-Strahlen zum Einsatz gelangen. Die in der Praxis verwendeten Komplexsalzverbindungen sollten in einer biokompatiblen, löslichen Form - sei es als Emulsion oder als direkte Lösung - in den Ziel-Gewebsbereich überführbar sein. Dies kann mit Hilfe einer Injektion oder Infusion oder unter geeigneten Bedingungen auch durch lontophorese erfolgen.
Der Metallkomplex ist in einem Ausführungsbeispiel eine Erdalkalimetall-Komplexsalz-Verbindung. In einer insbesondere für eine Röntgen-Strahlentherapie ausgebildeten Ausführungsform der Erfindung wird Bariumsulfat verwendet. Bariumsulfat findet bereits in der Röntgendiagnostik als positives Kontrastmittel verbreitet Anwendung.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Metallkomplex-Verbindung eine Seltenerdmetall-Komplexsalz-Verbindung. Für die Röntgenbestrahlung sind Gadolinium-haltige Metallkomplexe besonders geeignet. Beispielsweise kann das in der Kernspintomografie als Kontrastmittel verwendete Gadolinium-DTPA verwendet werden. Dieses Streumittel ist bereits heute als biokompatibel medizinisch zugelassen und hat die vorteilhafte Eigenschaft, sich insbesondere in hypervaskula- risierten Randzonen von Tumoren anzureichern. Dies ist genau der Bereich, wo der Dosis-Überhöhungseffekt zur Optimierung der Strahlentherapie genutzt werden soll.
Bevorzugt ist die Einlagerung vollständig aus der Metallkomplex-Verbindung in flüssiger Lösung oder in Emulsion gebildet. Es versteht sich, dass auch eine flüssige Lösung oder eine Emulsion verwendet werden kann, die zwei oder mehrere unterschiedliche Metallkomplexe enthält. Alternativ kann die erfindungsgemäße Anordung auch eine Einlagerung aufweisen, die zum Teil aus herkömmlichen Metallpartikeln in Emulsion und zum Teil aus einer Metallkomplex-haltigen Lösung oder Emulsion gebildet ist.
Bevorzugt weist die Anordnung für die Strahlentherapie eine Rückstreugeometrie auf. Das heißt, mindestens ein Abschnitt der Einlagerung ist bezüglich der Strahlungsquelle hinter dem Ziel-Gewebsbereich oder in dessen hinterem Abschnitt positioniert. Durch eine geeignete Positionierung und Ausdehnung der Einlagerung kann erreicht werden, dass der gesamte Ziel-Gewebsbereich von durch die Einlagerung rückgestreuter Strahlung beaufschlagt wird.
Eine Optimierung der Bestrahlungsgeometrie wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch eine Positioniereinrichtung erzielt, an der die Strahlungsquelle befestigt ist und die zum Ausführen definierter Stellbewegungen zur Positionierung der Strahlungsquelle relativ zum Ziel-Gewebsbereich ausgebildet ist.
Dabei erfolgt ' die Justierung der Strahlungsquelle mit Hilfe eines Strahlungsdetektors, der im Ziel-Gewebsbereich oder in dessen Nachbarschaft angeordnet ist und der zur Aufnahme und Abgabe eines der Dosisleistung oder Wirkdosis der ionisierenden Strahlung entsprechenden Messsignals ausgebildet ist. Der Strahlungsdetektor sollte über das von einer zur Einführung des Streumittels, d.h. der Metallkomplex-haltigen Lösung oder Emulsion, verwendeten Kathetervorrichtung beanspruchte Volumen hinaus möglichst keinen zusätzlichen Raum benötigen. Daher ist er bevorzugt als Miniatur-Dosimeter ausgebildet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung weist einen Strahlungsdetektor auf, der als im Ziel-Gewebsbereich verschiebbare Sonde ausgebildet ist. Hier kann die BeStrahlungsintensität über weite Strecken des Ziel- Gewebsbereiches kontrolliert werden. Mit Hilfe von zur Positionserfassung der Sonde ausgebildeten Mitteln kann bei dieser Ausführungsform die Bestrahlungsgeometrie an die spezifischen Verhältnisse des jeweils bestrahlten Ziel-Gewebsbereiches angepasst werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung weist eine mit dem Strahlungsdetektor und mit der Strahlungsquelle verbundene Steuereinrichtung auf, die zur Steuerung der Leistung und/oder der Emissionsdauer der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung in Abhängigkeit vom Messsignal des Strahlungsdetektors ausgebildet ist. Mit Hilfe der Steuereinrichtung kann der Betrieb dieser Anordnung weitgehend automatisiert werden. Dabei ist die Steuereinrichtung bevorzugt zusätzlich mit der Positioniereinrichtung verbunden und zur Steuerung einer Stellbewegung der Positioniereinrichtung ausgebildet, durch die die Strahlungsquelle in eine Position bewegt wird, in der das Messsignal einen Maximalwert annimmt. Dadurch kann die Position der Strahlungsquelle relativ zum Ziel- Gewebsbereich automatisch so verändert werden, dass die Rückstreueffekte der Einlagerung innerhalb der Grenzen des Ziel-Gewebsbereiches optimal zur Wirkung gebracht werden.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strahlentherapieanordnung in einer Prinzipskizze und
Figur 2 ein Funktions-Blockschaltbild einer Verarbeitungs- und Steuereinrichtung der Anordnung nach Figur 1 .
Figur 1 zeigt schematisch eine Strahlentherapieanordnung 1 00. Dargestellt ist ein Gewebeabschnitt 1 02 in einer schematischen Schnittansicht. Innerhalb des Gewebeabschnitts 102 ist durch gröbere Schraffur und eine gestrichelte Umgrenzungslinie ein Tumor T dargestellt. Interstitiell ist in den Gewebeabschnitt 102 ein Fluid-Applikator 1 04für die Afterloading-Technik eingeführt, der sich mit seinem distalen Ende bis in den Tumor T hinein erstreckt.
Der Fluid-Applikator 1 04 ist über einen Anschlussstutzen 1 06 mit einem (nicht gezeigten) Behälter verbunden, über den unter Druck ein flüssiges Streumittel 1 08 zugeführt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Streumittel Gadolinium-DTPA verwendet. Die vorliegende Anordnung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Gadolinium-DTPA beschränkt. Als Streumittel kann eine flüssige Lösung aller oben genannten Metallkomplex-Verbindungen, auch in Form einer Emulsion, zum Einsatz kommen.
Das Streumittel 1 08 tritt über eine Vielzahl von Öffnungen 1 1 0 in der Wandung des Applikators 1 04 in den umgebenden Ziel-Gewebsbereich T aus und bildet dort ein Flüssigkeitsreservoir 1 1 2, das aufgrund seines Metallgehaltes gewissermaßen einen "Mehrfachstreukörper" für Röntgen- oder -Strahlung bildet.
Im Inneren des Fluid-Applikators 1 04 ist an einem axial verschieblichen Trägerstab 1 1 4, der im proximalen Bereich eine Skala 1 1 6 trägt, ein Strahlungsdetektor 1 1 8 angeordnet. Der Strahlungsdetektor 1 1 8 erzeugt ein der Dosisleistung entsprechendes Messsignal. Die Skala dient zur Positionsbestimmung des Strahlungsdetektors relativ zur Längserstreckung des distalen Endbereiches des Fluid- applikators 1 04. Selbstverständlich können auch automatisch arbeitende Anordnungen zur Positionsbestimmung des Strahlendetektors 1 1 8 vorgesehen werden.
Die vom Detektor 1 1 8 nachgewiesene Strahlung wird mit Hilfe einer Bestrahlungseinrichtung 1 20 erzeugt. Die Bestrahlungseinrichtung 1 20 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Röntgengerät 1 22 auf, das auf einer Schwenkvorrichtung 1 24 motorisch schwenkbar aufgebaut ist. Dem Röntgengerät 1 22 ist jenseits des durchstrahlten Körperabschnitts eine Abbildungseinrichtung 1 26 mit einer Bildverarbeitungseinheit 1 27 zugeordnet, über die die Position des Fluid-Applikators 104 sowie des Strahlungsdetektors 1 1 8 relativ zum Ziel-Gewebsbereich bestimmt werden kann. In grundsätzlich gleicher Bauweise kann anstelle eines Röntgengerä- tes auch eine Strahlungsquelle für -Strahlen, etwa unter Verwendung von 60Co, vorgesehen sein.
DerStrahlungsdetektor 1 1 8 istals Miniatur-Röntgendosimeter ausgebildet. Das von ihm erzeugte Messsignal wird über ein Kabel 1 28 dem Eingang einer Detektorsignal- Verarbeitungseinheit 1 30 zugeführt. Diese ist ausgangsseitig mit einer Bestrah- lungssteuereinheit 1 32 verbunden. Die Bestrahlungssteuereinheit 1 32 ist über Steuerausgänge mit dem Röntgengerät 1 22 sowie der Schwenkvorrichtung 1 24 verbunden. Sie steuert zum einen die Leistung der vom Röntgengerät 1 22 abgegebenen Strahlung sowie zum anderen die Positionierung des Röntgengerätes 1 22 mit Hilfe der Schwenkvorrichtung 1 24. Aufbau und Funktion der Detektorsignal-Verarbeitungseinheit 1 30 sind weiter unten genauer beschrieben.
Das Röntgengerät 1 22 wird mit einer gegenüber vergleichbaren Strahlentherapien wesentlich verringerten Strahlungsleistung betrieben, da infolge von Vielfach- Streueffekten im Flüssigkeitsreservoir 1 1 2 eine stark erhöhte Wirkdosis der Röntgenstrahlung im Ziel-Gewebsbereich T vorliegt. Die genaue Dosisleistung wird mit Hilfe der Bestrahlungssteuereinheit oberhalb eines experimentell vorbestimmten Wirkungs-Schwellwertes für die Proliferationsinhibition eingestellt. Der Wirkungs- Schwellwert kann beispielsweise durch Bestrahlungsversuche an einem Gewebe der Art des Gewebeabschnitts 102 bestimmt werden. Das Dosisleistungsprofil der Strahlung längs der Achse des Applikators 1 04 kann durch Verschieben des Trägerstabes 1 14 bestimmt werden. Anhand dieses Profils kann die Strahlungsleistung und/oder Richtung der Strahlungsquelle 1 22 gesteuert werden.
Wird der aus Kunststoff oder Glas gefertigte Applikator 1 04 während der Strahlenbehandlung im Körper belassen, so kann die Wirkdosis im Ziel-Gewebsbereich T außerdem durch zusätzliche Zuführung oder durch Absaugen von Streumittel 1 08 während der Behandlung gesteuert werden.
Figur 2 zeigt in Form eines Funktions-Blockschaltbildes schematisch eine einfache Ausführung der Detektorsignal-Verarbeitungseinheit 1 30 und der Bestrahlungssteuereinheit 1 22 der Anordnung nach Figur 1 . Die nachfolgend erwähnten Funktionen werden in der Praxis größtenteils softwaremäßig implementiert sein.
Die eingangsseitig mit dem Strahlungsdetektor 1 1 8 (Figur 1 ) verbundene Detektorsignal-Verarbeitungseinheit 1 30 umfasst eine Verstärkerstufe 1 30.1 und eine dieser nachgeordnete, außerdem mit einem Korrekturtabellenspeicher 1 30.2 verbundene Korrekturstufe 1 30.3, in der die in der Längsachse des Fluid-Applikators 1 04 erfassten Dosisleistungswerte anhand einer für den speziellen Fluid-Applikator in vitro vorbestimmten Korrekturtabelle auf die therapierelevanten Umfangs- Dosisleistungswerte hochgerechnet werden. Die Bestrahlungssteuereinheit 1 32 umfasst eine mit dem Ausgang der Detektorsignal-Verarbeitungseinheit 1 30 sowie mit einem internen Sollwertspeicher 1 32.1 verbundene Subtraktionsstufe 1 32.2, in der jeweils für eine Detektorposition die aktuelle Sollwert-Istwert-Abweichung der Dosisleistung ermittelt wird und die ihrerseits einen Steuertabellenspeicher 1 32.3 adressiert. Aus diesen wird in Abhängigkeit vom erhaltenen Differenzwert ein Primär-Steuersignal für die Stromversorgung 1 32.4 der Röntgenquelle 1 22 ausgelesen. Die Primär-Steuersignale für verschiedene Detektorpositionen werden im Regelfall einer nachgeordneten Mittelungsstufe 1 32.5 zugeführt, die sie in einem internen (nicht gesondert gezeigten) Pufferspeicher ablegt und nach Abschluss einer Messung eine Mittelung durchführt, deren Ergebnis ein Sekundär-Steuersignal darstellt, das der Stromversorgung 1 32.4 zugeführt wird. Optional kann aber auch (durch eine gestrichelte Linie dargestellt) bereits bei Vorliegen eines einzigen Primär- Steuersignals eine Nachsteuerung der Röntgenquelle erfolgen. Das wird speziell bei eventuellen, großen Abweichungen zu Beginn der Behandlung zweckmäßig sein.
Die Steuereinheit 1 32 umfasst weiterhin - in an sich bekannter Weise - eine Ablaufsteuerstufe 1 32.6 (mit Zeitgeber, Arbeits- und Programmspeicher, die hier nicht gesondert gezeigt sind) und einer Anzeigeeinheit 132.7 sowie eine Eingabeeinheit 1 32.8, über die dem Operateur die wesentlichen Behandlungsparameter angezeigt werden und mit Hilfe derer dem Operateur eine manuelle Eingriffsmöglichkeit eröffnet wird. Die Ablaufsteuerstufe 1 32.6 empfängt Detektorpositionssignale von der Bildverarbeitungseinheit 1 27 (Figur 1 ) und steuert in Abhängigkeit hiervon die oben erwähnte Gewinnung des Sekundär-Steuersignals und außerdem eine Darstellung der Detektorposition zusammen mit der lokalen Dosisleistung auf der Anzeigeeinheit 1 32.7. In einer einfachen Ausführung wird die Schwenkvorrichtung 1 24 (Figur 1 ) über die Eingabeeinheit 132.8 durch den Operateur anhand der Bildschirmanzeige aufgrund von Erfahrungswerten manuell gesteuert. Es kann aber auch eine Verknüpfung mit der Leistungssteuerung über einen in einem Programmspeicher der Ablaufsteuerung 132.6 abgelegten Algorithmus vorgesehen sein. Dieser Algorithmus greift auf die einzelnen Umfangs-Dosisleistungswerte am Ausgang der Korrekturstufe 1 30.3 und/oder die Primär-Steuersignale am Ausgang des Steuertabellenspeichers 1 32.3 zu.

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung für eine Strahlentherapie eines begrenzten Zielgewebsbereiches (T), mit einer Strahlungsquelle ( 1 22), die zur Emission ionisierender Strahlung ausgebildet ist, und einer Einlagerung ( 1 1 2), die innerhalb des Zielgewebsbereiches (T) oder benachbart zu diesem angeordnet ist und die zur Rückstreuung ionisierender Strahlung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagerung (1 1 2) eine Metallkomplex- Verbindung in einer flüssigen Lösung oder in einer Emulsion aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Lösung der Metallkomplex- Verbindung oder die Emulsion biokompatibel ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomplex- Verbindung eineErdalkalimetall-Komplexsalz-Verbindung ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdalkalimetall-Komplexsalz-Verbindung Bariumsulfat ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomplex-Verbindung eine Seltenerdmetall-Komplexsalz-Verbindung ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomplex-Verbindung Gadolinium enthält.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomplex-Verbindung Gadolinium-DTPA ist.
8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagerung ( 1 1 2) vollständig aus der Metallkomplex- Verbindung in flüssiger Lösung oder in Emulsion gebildet ist.
9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (1 22) zur Emission von Röntgenstrahlung ausgebildet ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle zur Emission von ^-Strahlung ausgebildet ist.
1 1 . Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt der Einlagerung ( 1 1 2) bezüglich der Strahlungsquelle ( 1 22) hinter dem Ziel-Gewebsbereich (T) oder in dessen hinterem Abschnitt positioniert ist derart, dass der gesamte Zielgewebs- bereich (T) von durch die Einlagerung ( 1 1 2) rückgestreuter Strahlung beaufschlagt wird.
1 2. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung ( 1 24) , an der die Strahlungsquelle ( 1 22) befestigt ist und die zum Ausführen def inerter Stellbewegungen zur Positionierung der der Strahlungsquelle ( 1 22) relativ zum Ziel-Gewebsbereich (T) ausgebildet ist.
1 3. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen im Ziel-Gewebsbereich (T) oder in dessen Nachbarschaft angeordneten Strahlungsdetektor ( 1 1 8), der zur Aufnahme und Abgabe eines der Dosisleistung oder Wirkdosis der ionisierenden Strahlung entsprechenden Messsignals ausgebildet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor als im Zielgewebsbereich verschiebbare Sonde ( 1 14, 1 1 8) ausgebildet ist.
15. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch zur Positionserfassung der Sonde (114,118) ausgebildete Mittel (116,126,127).
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine mit dem Strahlungsdetektor (118) und mit der Strahlungsquelle (122) verbundene Steuereinrichtung (130), die zur Steuerung der Leistung und/oder der Emissionsdauer der von der Strahlungsquelle (122) emittierten Strahlung in Abhängigkeit vom Messsignal des Strahlungsdetektors (118) ausgebildet ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (130) zusätzlich mit der Positioniereinrichtung (124) verbunden ist und zur Steuerung einer Stellbewegung der Positioniereinrichtung (124) ausgebildet ist, durch die die Strahlungsquelle (122) in eine Position bewegt wird, in der das Messsignal einen Maximalwert annimmt.
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