-
BESCHREIBUNG
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur reproduzierbaren dreidimensionalen
Positionierung eines Patienten, insbesondere zur Bestrahlung, sowie eine Einrichtung
zum Durchführen dieses Verfahrens, welche eine mechanisch verstellbare Halte- oder
Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere einen Patiententisch, umfaßt.
-
In der Strahlentherapie wird zur Behandlung maligner Tumoren eine
genau festgelegte Energiedosis mit Photonen oder Teilchenstrahlen in das ein festgcleglcs
Zielvolumen eingestrahlt. Um einen optimalen therapeutischen Effekt zu erreichen,
ist es erforderlich, die notwendige Dosis in mehreren Fraktionen, d.h. in mehreren
Sitzungen, beispielsweise 30 Sitzungen, zu applizieren. Es ist nun außerordentlich
wichtig, daß das Zielvolumen bei den verschiedenen, in einem Zeitraum von mehreren
Wochen oder Monaten erfolgenden Bestrahlungen, also bei jeder einzelnen Sitzung,
immer wieder vom Bestrahlungsgerät genau erfaßt wird. Hierzu ist es erforderlich,
daß der Patient immer wieder bei jeder einzelnen Sitzung genau in die gleiche dreidimensionale
Position gegenüber dem Bestrahlungsfeld gebracht wird.
-
Bisher wurde die Positionierung des Patienten durch Lichtmarken, z.B.
mit Laserstrahlen durchgeführt, wozu Markierungen für den Zentral strahl und die
Feldgrenzen durch entsprechende Referenzpunkte auf der Patientenhaut angebracht
werden. Diese Markierungen müssen z.B. mittels Tätowierungen, mittels Filzstift
etc. am Patienten angebracht werden.
-
Eine solche bekannte Art der Positionierung mittels Markierungen erfordert
einen hohen Arbeits- und Zeitaufwand und
ist in manchen Körperbereichen
für den Patienten kosmetisch wenig akzeptabel.
-
Außerdem ist die Genauigkeit der Positionierung, welche in der vorgenannten
bekannten Weise durchgeführt wird, durch die notwendigen Abmessungen der Lichtmarkierungen
und durch die Verschieblichkeit der Haut des Patienten auf etwa 1 bis 5 mm begrenzt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher insbesondere, ein Verfahren und
eine Einrichtung zur reproduzierbaren dreidimensionalen Positionierung eines Patienten
zur Verfügung zu stellen, mit denen die Positionierung des Patienten schneller,
einfa cher und gleichzeitig noch genauer als mit den bisherigen Methoden, insbesondere
als bei der Positionierung mit Lichtmarken, erfolgen kann.
-
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen
sind: (a) Anordnen des Patienten in einer Bezugsposition für die Bestrahlung aufgrund
der medizinisch gegebenen Indikation und Aufnehmen von mindestens zwei Bezugsbildern
des Patienten in zwei Bildebenen; (b) Speichern der aufgenommenen Bezugsbilder;
(c) erneutes Positionieren des Patienten, nachdem dieser die Bezugsposition verlassen
hat, in einer mit der Bezugsposition angenähert übereinstimmenden aktuellen Position;
(d) Aufnehmen von wenigstens zwei aktuellen Bildern des Patienten von den gleichen
Aufnahmeorten aus, von denen
her die Bezugsbilder aufgenommen wurden
sowie mit den gleichen Objektiven, mit denen die Bezugsbilder aufgenommen wurden;
(e) Vergleichen der Bezugsbilder mit den aktuellen Bildern; und (f) Wiederholen
der Verfahrensschritte (d) und (e) unter Veränderung der Position des Patienten
so lange, bis die aktuellen Bilder mit den Bezugsbildern übereinstimmen.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß als Bezugsbilder und als aktuelle Bilder Fernsehbilder aufgenommen
werden.
-
Hierbei ist es in Weiterbildung der Erfindung zu bevorzugen, daß die
Bezugsbilder und die aktuellen Bilder zum Bildvergleich digital voneinander subtrahiert
werden.
-
Eine Einrichtung zum Durchführen des vorstehen Verfahrens zur reproduzierbaren
dreidimensionalen Positionierung eines Patienten, der eine mechanisch verstellbare
Halte- oder Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere einen Patiententisch,
umfaßt, zeichnet sich aus durch: (a) wenigstens zwei Bilderzeugungseinrichtungen,
die so angeordnet sind, daß sie wenigstens zwei Bilder des Patienten in zwei zueinander
senkrechten Bildebenen erzeugen; (b) eine Bildspeichereinrichtung zum Speichern
der Bilder des Patienten; und (c) eine Bildvergleichseinrichtung zum Vergleichen
von zwei mit den Bilderzeugungseinrichtungen aufgenommenen Bezugsbildern
mit
zwei, ebenfalls mit den Bilderzeugungseinrichtungen aufgenommen aktuellen Bildern
des Patienten.
-
Vorzugsweise sind die Bilderzeugungseinrichtungen Fernsehkameras.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist diese Einrichtung so ausgebildet,
daß die Bildvergleichseinrichtung eine digitale Subtraktionseinrichtung umfaßt oder
ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung
ermöglichen eine außerordentlich genaue und verhältnismäßig schnelle reproduzierbare
Positionierung des Patier#ten, wobei die Genauigkeit dieser Positionierung, insbesondere
bei der Anwendung der digitalen Subtraktion, 0,1 mm und weniger beträgt, und durch
Verwendung entsprechender Objektive bei den Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen
der Bezugsbilder und der aktuellen Bilder, so weit gesteigert werden kann, wie es
überhaupt im Rahmen des Medizinischen noch sinnvoll ist.
-
Das Einstellen der Verstellvorrichtung der Halte- oder Trageinrichtung
für den Patienten, insbesondere des Patiententischs, kann sowohl manuell aufgrund
des Ergebnisses des Bildvergleichs als auch automatisch dadurch erfolgen, daß gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung an die Bildvergleichseinrichtung eine mittels
dieser steuer- oder regelbare Verstelleinrichtung für die verstellbare Halte-oder
Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere eine Patiententischverstelleinrichtung,
angekoppelt ist.
-
Obwohl die Einrichtung zur reproduzierbaren dreidimensionalen Positionierung
eines Patienten, wie sie vorstehend angegeben ist, unabhängig von einer Bestrahlungseinrich-
tung
betrieben werden kann, die nach erfolgter Positionierung des Patienten aktiviert
wird, ist es zu bevorzugen, die erfindungsgemäße Einrichtung so auszubilden, daß
ihre Steuereinrichtung, insbesondere ein Prozessor, über eine, vorzugsweise mikroprozessorgesteuerte,
Schnittstelle mit der Steuereinrichtung, insbesondere einem Prozessor, der verwendeten
Bestrahlungseinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise können die Einrichtung zum
Positionieren des Patienten und die Bestrahlungseinrichtung gemeinsam gesteuert
werden und gemeinsamen Zugriff zu den Patientendaten haben, die beispielsweise auf
einer Magnetkarte gespeichert sind.
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß
sie über eine, vorzugsweise mikroprozessorgesteuerte, Schnittstelle mit einer der
Einrichtung zurPositionierung eines Patienten und einer Bestrahlungseinrichtung
gemeinsamen Rechnersteuereinrichtung, insbesondere einem Prozessor, verbunden ist.
Auf diese Weise kann die Steuerung der Einrichtung zu Positionierung des Patienten
und der Bestrahlungseinrichtung von einem gemeinsamen steuernden Rechner, der hier
als Rechnersteuereinrichtung bezeichnet ist, gesteuert werden.
-
In diesem Fall kann, wenn die gemeinsame Rechnersteuereinrichtung,
insbesondere ein Prozessor, in der Bestrahlungseinrichtung vorgesehen ist, die gesamte
Einrichtung so ausgebildet sein, daß eine Verstelleinrichtung für die verstellbare
Halte- oder Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere eine Patiententischverstelleinrichtung,
über die, vorzugsweise mikroprozessorgesteuerte, Schnittstelle mit der gemeinsamen
Rechnersteuereinrichtung verbunden ist.
-
Dadurch ist es möglich, daß die Verstelleinrichtung, wie beispielsweise
die Patiententischverstelleinrichtung, von der gemeinsamen Rechnersteuereinrichtung
gesteuert und so der Patient automatisch positioniert wird.
-
Insbesondere ist es für diesen Fall vorgesehen, daß an der mechanisch
verstellbaren Halte- oder Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere an der
Patiententischverstelleinrichtung, vorgesehene Positionssensoren über die, vorzugsweise
mikroprozessorgesteuerte, Schnittstelle mit der gemeinsamen Rechnersteuereinrichtung
verbunden sind.
-
Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis
3 der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert;
es zeigen: Figur 1A ein Bild einer in einer erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehenen
Bilderzeugungseinrichtung, das seitlich aufgenommen worden ist und einen experimentellen
Aufbau zur Bestimmung der erreichbaren Genauigkeit darstellt, wobei eine Meßuhr
die vertikale Verschiebung relativ zu einer Ausgangslage anzeigt; Figur 1B das Ergebnis
einer digitalen Subtraktion eines Bezugsbildes und eines aktuellen Bildes bei vertikaler
Verschiebung des Patienten um 0,1 mm gegenüber einer exakten Positionierung, bei
welcher also das Bezugsbild und das aktuelle Bild genau übereinstimmen würden; Figur
1C das Ergebnis einer digitalen Subtraktion eines Bezugsbildes und eines aktuellen
Bildes bei vertikaler Verschiebung des Patienten um 0,4 mm gegenüber einer exakt
genau gleichen Positionierung; Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur reproduzierbaren dreidimensionalen Positionierung
eines
Patienten, die mit einer Bestrahlungseinrichtung zusammenwirkt; und Figur 3 ein
in etwas nähere Einzelheiten gehendes Blockschaltbild einer Einrichtung zum Positionieren
eines Patienten gemäß der Erfindung, die in erfindungsgemäßer Weise mit einer Bestrahlungseinrichtung
verbunden ist.
-
Es sei zunächst auf Figur 2 Bezug genommen, in der im linken und oberen
Teil eine Einrichtung zur reproduzierbaren dreidimensionalen Positionierung eines
Patienten dargestellt ist. Diese Einrichtung umfaßt eine verstellbare Halte- oder
Trageinrichtung für den Patienten 1, die hier ein Patiententisch 2 ist, auf dem
im vorliegenden Fall der Patient 1 liegt. Außerdem umfaßt die Einrichtung mehrere
Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4, 5 und 6, die vorliegend als Fernsehkameras ausgebildet
sind.
-
Die Bilderzeugungseinrichtungen 3 und 4 ermöglichen eine Aufnahme
des Patienten von der Seite in einer ersten vertikalen Bildebene, wobei die Bilderzeugungseinrichtung
3 oder 4 wahlweise verwendet wird, je nachdem, in welcher Position sich das entsprechend
dem Doppelpfeil 7 verschwenkbare Bestrahlungsgerät 8 befindet. In der dargestellten
Position des Bestrahlungsgeräts verdeckt dieses den in gestrichelten Linien 9 angedeuteten
Aufnahmewinkel der Bilderzeugungseinrichtung 4, so daß in dieser Position des Bestrahlungsgeräts
8 die Bilderzeugungseinrichtung 3 verwendet wird. Wenn dagegen das Bestrahlungsgerät
8 auf die andere Seite des Patiententischs 2 positioniert ist, dann liegt es im
Aufnahmewinkel 10 der Bilderzeugungseinrichtung 3, so daß anstelle dieser Bilderzeugungseinrichtung
3 die Bilderzeugungseinrichtung 4 verwendet wird.
-
Zur Erzeugung eines Bezugbildes und eines aktuellen Bildes des Patienten
in einer Bildebene, die senkrecht zu der Bildebene der Bilderzeugungseinrichtungen
3 und 4 verläuft, ist die Bilderzeugungseinrichtung 5 vorgesehen, deren Aufnahmewinkel
11 stets unverdeckt ist.
-
Die außerdem noch vorgesehene Bilderzeugungseinrichtung 6 ist fest
mit der Bestrahlungseinrichtung 8 verbunden und dient dazu, eine entsprechende Lichtmarkierung,
die von der Bestrahlungseinrichtung zur Markierung des Bestrahlungsbereichs mit
erzeugt wird, aufzunehmen.
-
Weiter umfaßt die in Figur 2 dargestellte Einrichtung zur Positionierung
des Patienten 1 eine Bildverarbeitungs- und -speichereinrichtung 12, die an ihrem
einen Eingang 13 über einen Umschalter 14 wahlweise über Leitungen 15, 16, 17 und
18 mit einer der Bilderzeugungseinrichtung 3, 4, 5 oder 6 verbindbar ist.
-
Diese Bildverarbeitungs- und -speichereinrichtung ist an ihrem Ausgang
19 mit einem Bildschirmmonitor 20 verbunden, auf dem sowohl die einzelnen Bilder,
welche von den Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4, 5 oder 6 erzeugt werden, als auch
das Ergebnis einer digitalen Subtraktion von zwei entsprechenden Bildern darstellbar
ist.
-
Die Bildverarbeitungs- und -speichereinrichtung 12 weist insbesondere,
jedoch nicht notwendigerweise ausschließlich, eine Bildspeichereinrichtung 21 zum
Speichern der Bilder des Patienten auf, sowie eine Bildvergleichseinrichtung 22
zum Vergleichen von zwei mit den Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4, 5 und 6 aufgenommenen
Bezugsbildern mit zwei, ebenfalls von den Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4, 5 und
6 aufgenommenen aktuellen Bildern des Patienten 1.
-
Wie die Figur 2 zeigt, ist die Bildspeichereinrichtung 21 sowohl mit
dem Eingang 13 der Bildverarbeitungs- und -speichereinrichtung als auch mit der
Bildvergleichseinrichtung 22 verbunden, die ihrerseits ebenfalls über den Eingang
13 mit den einzelnen Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4, 5 und 6 verbindbar ist und
die über den Ausgang 19 an den Monitor angekoppelt ist.
-
Die in Figur 2 dargestellte Einrichtung umfaßt außer der eben erläuterten
Einrichtung zum reproduzierbaren dreidimensionalen Positionieren des Patienten 1
ein Betriebsgerät für die Bestrahlungseinrichtung 8, das folgendes aufweist: (a)
ein Bedienterminal 23, über das insbesondere die verschiedenen Steuerbefehle aber
auch sonstige Daten ein gegeben werden können, soweit sie nicht durch die Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
24, wie weiter unten erläutert ist, eingegeben werden; (b) eine Steuereinrichtung
25, insbesondere einen steuernden Rechner (Rechnersteuereinrichtung) , der vorzugsweise
ein Prozessor ist und im vorliegenden Falle sowohl die gesamte Bestrahlungseinrichtung
als auch, wie unten erläutert, die Einrichtung zur Positionierung des Patienten
steuern kann; (c) die bereits erwähnte Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 24, die bevorzugt
ein Magnetkartenleser und -drucker ist, der dazu dient, die mit den Daten der einzelnen
Patienten versehenen Magnetkarten zu lesen und jeweils entsprechend der erfolgten
Bestrahlung zu modifizieren; (d) eine Schnittstelle 26, über welche die Steuereinrichtung
25 einerseits an die Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
24 und andererseits
über entsprechende Verbindungsleitungen 27, beispielsweise einen Bus an die Bildverarbeitungs-
und -speichereinrichtung 12 angekoppelt ist, so daß sie diese steuern kann. Die
Schnittstelle 26 ist vorzugsweise eine mikroprozessorgesteuerte Schnittstelle.
-
Im übrigen ist in Figur 2 eine Strahlenschutzmauer 28 eingezeichnet,
welche den Therapieraum 29 vom Kontrollraum 30 trennt. Durch diese Strahlenschutzmauer
28 gehen Verbindungsleitungen 31 hindurch, welche das Bestrahlungsgerät 8 mit dem
Kontroll- und Bedienungsgerät aus den Einheiten 23, 24 und 25 verbinden und zusammen
mit dem Bestrahlungsgerät 8 die gesamte Bestrahlungseinrichtung bilden Es sei nun
auf die Ausführungsformen der Figur 3 eingegangen und in diesem Zusammenhang darauf
hingewiesen, daß in Figur 3 für gleichartige bzw. entsprechende Teile und Baueinheiten
die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2 verwendet worden sind, so daß, soweit
diese Bezugszeichen anhand der Figur 2 bereits erläutert wurden, auf diese Erläuterungen
verwiesen wird.
-
Die Ausführungsform der Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen
der Figur 2 im wesentlichen durch folgendes: (1) In der Einrichtung, welche zur
reproduzierbaren dreidimensionalen Positionierung des Patienten dient, ist zusätzlich
eine Steuereinrichtung 32, beispielsweise ein Prozessor, vorgesehen, wodurch es
ermöglicht wird, die Bestrahlungseinrichtung 8, 23, 24 und 25, welche mit der Steuereinrichtung
32 der Positionierungseinrichtung über die Schnittstelle 26 verbunden ist, von der
Positionierungseinrichtung abzutrennen und beide
dieser Einrichtungen,
also die Bestrahlungseinrichtung und die Positionierungseinrichtung unabhängig voneinander
mit je einer eigenen Steuereinrichtung 25 bzw.
-
32 zu betreiben; in diesem Falle wird dann die Steuereinrichtung
25 direkt mit der Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 24 verbunden. Sind dagegen Bestrahlungseinrichtung
und Positionierungseinrichtung miteinander über die Schnittstelle 26 verbunden,
dann kann der Bildvergleich in der Bildvergleichseinrichtung 22 entweder von der
Steuereinrichtung 32 oder von der Steuereinrichtung 25 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung
32 ist über Verbindungsleitungen 33 oder einen entsprechenden Bus zur Übermittlung
der Bilddaten sowie über Verbindungsleitungen 34, die zur Übertragung von Fernsteuerdaten
dienen, mit der Bildverarbeitungs- und -speichereinrichtung 12 verbunden.
-
(2) Bei der Ausführungsforn nach Figur 3 ist für die Positionierungseinrichtung
ein Bedienpult 35 vorgesehen, das sich im Therapieraum 29 befindet und insbesondere
die Steuerung der Aufnahme der Bezugsbilder ermöglicht.
-
(3) Die Steuereinrichtung 32 der Positionierungseinrichtung ist über
Verbindungsleitungen 36 mit einer Verstelleinrichtung 37 zur Steuerung derselben
verbunden. Diese Verstelleinrichtung 37 ist die Verstelleinrichtung einer Halte-
oder Trageinrichtung für den Patienten, insbesondere eine Patiententischverstelleinrichtung,
die ihrerseits nicht dargestellte Positionssensoren enthalten kann.
-
(4) Schließlich sind zusätzliche Bildspeichereinrichtungen 38 und
39 mit der Steuereinrichtung 32 der Positionierungseinrichtungverbunden, um Bilder,
insbesondere Bezugsbilder, von Patienten über optische Speicherplatten
zu
speichern und einzulesen, was mit der Speichereinrichtung 38 geschieht und/oder
Bilder, insbesondere Bezugsbilder, von Patienten über magnetische Platten zu speichern
oder einzulesen, was über die Bildspeichereinrichtung 39 geschieht. Es sei in diesem
Zusammenhang darauf hingewiesen, daß in der Bildspeichereinrichtung 21 bei größerem
Speicherbedarf nur bevorzugt diejenigen Bilder, insbesondere Bezugsbilder, von Patienten
eingespeichert werden, die man häufig braucht, und zwar insbesondere von Patienten,
die mehrmals pro Woche zur Bestrahlung kommen.
-
Es sei nun anhand der Figuren 1 bis 3 die Verfahrensweise erläutert,
mit der ein Patient positioniert und bestrahlt wird: Bei der ersten von mehreren
in verschiedenen zeitlichen Abständen erfolgenden Bestrahlung des Tumors eines Patienten
wird der Patient 1 aufgrund der medizinischen Indikation auf dem Patiententisch
2 relativ zu dem Bestrahlungsgerät 8 positioniert, wobei Größe und Kontur des Bestrahlungsbereichs
sowie die Richtung der Bestrahlung festgelegt und eingestellt werden. Dann werden
von dem Patienten 1 in dessen Bestrahlungsposition wenigstens zwei erste Bilder,
die hier als Bezugsbilder bezeichnet werden, in zwei verschiedenen, vorzugsweise
zueinander senkrechten oder sich schneidenden, Bildebenen aufgenommen und gespeichert,
z.B. digital in einem Rechner (Bildspeichereinrichtung 21).
-
Es sei hier ergänzend zu der weiter oben gegebenen Erläuterung der
Figur 2 darauf hingewiesen, daß vorzugsweise noch eine weitere Bilderzeugungseinrichtung,
bevorzugt in der Form einer Fernsehkamera, senkrecht über dem Patienten an der Decke
des Bestrahlungsraums vorgesehen ist, so
daß die beiden zur reproduzierbaren
dreidimensionalen Positionierung des Patienten 1 benötigten Bezugsbilder bevorzugt
von einer der beiden Bilderzeugungseinrichtungen 3 oder 4 und von der weiteren,
an der Decke des Bestrahlungsraums befindlichen Bilderzeugungseinrichtung aufgenommen
werden. In dieserFall ist die Bilderzeugungseinrichtung 5 vorteilhafterweise so
angeordnet, daß sie ein Bild des Patienten schräg von vorn, oben aufnimmt, also
sagittal Es können selbstverständlich je nach Bedarf auch mehr als zwei Bezugsbilder
des Patienten aufgenommen werden, also zusätzlich Bezugsbilder mittels der Bilderzeugungseinrichtungen
5 und 6. Die Bilderzeugungseinrichtungen 5 und6 sind, da auch die Bilderzeugungseinrichtung
6 ebenso wie die Bilderzeugungseinrichtung 5 den Patienten im allgemeinen schräg.
von oben aufnimmt, vor allem zur Aufnahme der Kontur des Bestrahlungsbereichs und
der Richtung der Bestrahlung vorgesehen, wobei, wie bereits erwähnt, die Kontur
des Bestrahlungsbereichs durch ein optisches System angezeigt wird, das im Bestrahlungskopf
des Bestrahlungsgeräts 8 enthalten ist und ein entsprechendes Lichtfeld auf die
Haut des Patienten wirft, welches zusammen mit dem Bild des Patienten von den Bilderzeugungseinrichtungen
5 und 6 aufgenommen wird, so daß die Bezugsbilder die Bilderzeugungseinrichtungen
5 und 6 zur Positionierung des Bestrahlungsgeräts 8 hinsichtlich Bestrahlungsbereich
und Richtung der Bestrahlung in entsprechender Weise wie die Bezugsbilder der anderen
Bilderzeugungseinrichtungen 3, 4 und der an der Decke über dem Patienten befindlichen
weiteren Bilderzeugungseinrichtung verwendet werden können.
-
Die in der Bildspeichereinrichtung digital in Form von Fernsehbildern
gespeicherten Bezugsbilder können über die magnetische Bildspeichereinrichtung 39
auf einer Magnetplatte oder einer Floppy Disc gespeichert werden, welche den Patientenunterlagen
beigefügt wird, zu denen ein Daten-
träger, beispielweise in Form
einer Magnetkarte, gehört, worauf die später für den Betrieb der Positionierungs-und
Bestrahlungseinrichtung erforderlichen Daten gespeichert sind. Außerdem können die
Bezugsbilder auch mittels der Langzeit-Bildspeichereinrichtung 38, beispielweise
zu Zwecken der Archivierung, und zwar mittels einer optischen Platte gespeichert
werden.
-
Wenn der Patient nach einem oder mehreren Tagen oder einer oder mehreren
Wochen zu einer weiteren Bestrahlung komnt, mit welcher in das gleiche Zielvolumen
eine zusätzliche Dosis eingestrahlt werden soll, wird das Speichermedium mit den
Patientendaten beispielsweise die bereits erwähnte Magnetkarte in die Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
24 gesteckt, und außerdem werden die Bezugsbilder von der ersten Bestrahlung über
die Bildspeichereinrichtung 39 oder 38 in die Positionierungseinrichtung eingelesen,
nämlich in deren aktuelle Bildspeicherienrichtung 21, oder sie befinden sich bei
Patienten, die sehr häufig bestrahlt werden müssen, in dieser aktuellen Bildspeichereinrichtung
21.
-
Dann wird der Patient 1 auf dem Patiententisch 2 angenähert in die
vorgesehene Position gebracht, und zwar durch seine Lage auf dem Patiententisch
2 selbst wie auch durch entsprechende Einstellung der Lage des Patiententisches
mittels der Patiententischverstelleinrichtung 37. Hierauf werden mittels der gleichen
Bilderzeugungseinrichtungen, mit denen die Bezugsbilder aufgenommen worden sind,
aktuelle Bilder aufgenommen, und das aktuelle Bild der jeweiligen Bilderzeugungseinrichtung
wird auf dem Monitor 20 mit dem Bezugsbild dieser gleichen Bildeinrichtung durch
digitale Subtraktion verglichen, wozu also die Bildpunkthelligkeitssignale digitalisiert
worden sind. Die Figur 1A zeigt ein laterales Bild eines auf dem Patiententisch
2 liegenden Phantoms 1 mit einer Meßuhr, die die erreichbare
Genauigkeit
veranschaulichen soll (experimenteller Aufbau).
-
Diese Meßuhr zeigt die vertikale Verschiebung relativ zur Bezugsposition
bzw. Ausgangslage an. Die Figuren IB und 1C zeigen ein Bild, wie es sich auf dem
Monitor 20 bei digitaler Subtraktion des Bezugsbilds und des aktuellen Bildes der
Bilderzeugungseinrichtung 3 oder 4 ergibt, wobei die Figur 1B einer vertikalen Verschiebung
des Patienten um 0,1 mm aus der Bezugslage und die Figur 1C eine senkrechte Verschiebung
des Patienten um 0,4 mm aus der Bezugslage veranschaulichen. Die Position des Patienten
wird nun, insbesondere mit der Verstelleinrichtung 37, so lange verstellt, bis die
den Figuren 1B und 1C entsprechenden Differenzbilder zwischen Bezugsbild und aktuellem
Bild überhaupt keine Konturen mehr erkennen lassen, so daß dann der Patient exakt
in vertikaler Richtung positioniert ist.
-
Das gleiche geschieht hinsichtlich der horizontalen Positionierung
des Patienten.
-
Die erzielte Genauigkeit ist durch Wahl einer entsprechenden Optik
modifizierbar.
-
Dieser Vorgang der Positionierung des Patienten kann über Steuerung
durch den Rechner bzw. Prozessor 32 oder mit Hilfe der Schnittstelle 26 über den
Rechner bzw. Prozessor 25 automatisch erfolgen, und zwar einschließlich der Einstellung
des Bestrahlungsgeräts 8, insbesondere hinsichtlich Größe und Kontur des Bestrahlungsbereichs
sowie Richtung der Bestrahlung, deren Werte auf dem Datenträger gespeichert und
über die Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 24 eingelesen worden sind. Da die Positionierungseinrichtung
(in Figur 3 rechts von der Schnittstelle 26) und die Bestrahlungseinrichtung (in
Figur 3 links von der Schnittstelle 26) über die mikroprozessorgesteuerte Schnittstelle
26 verbunden sind, ermöglicht diese Schnittstelle 26 den Zugriff der Positionierungseinrichtung
zu den Daten, die in die
Bestrahlungseinrichtung eingegeben worden
sind. Dann braucht das Bedienpult 35 nur als Alternative zu dem Bedienterminal 23
verwendet zu werden; im Falle des Ausführungsbeispiels der Figur 3 braucht das Bedienpult
35 wegen der Verbunds der Bestrahlungs- und Positionierungseinrichtung nur die Speicherung
der Bezugsaufnahlnen zu steuern.
-
Durch eine einfache Umschaltung kann aber auch die Verbindung über
die Schnittstelle 26 getrennt und die Steuereinrichtung 25 direkt mit der Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
24 verbunden werden, so daß dann die Bestrahlungseinrichtung und die Positionierungseinrichtung
jeweils gesondert unabhängig voneinander betrieben werden können. In diesem Falle
dient das Bedienpult 35 zur Eingabe aller Befehle und zusätzlichen Informationen
für die Positionierungseinrichtung, wobei außerdem noch eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
für die Positionierungseinrichtung vorgesehen sein kann, welche der Eingabe-/Ausgabeeinrichtung
24 entspricht.
-
Das Verfahren und die Einrichtung zur reproduzierbaren dreidimensionalen
Positionierung, wie vorstehen beschrieben, hat gegenüber den nach dem Stande der
Technik benutzten Verfahren und Einrichtungen zur Positionierung von Patienten insbesondere
folgende Vorteile: (1) Die exakte Reproduzierbarkeit einer einmal festgelegten Position
ist auf relativ einfache und zeitsparende Weise mit hoher Genauigkeit möglich.
-
(2) Markierungen am Patienten mittels Filzstift, Tätowierungen o.dgl.,
die besonders störend im Kopf- und Halsbereich sind, können unterbleiben.
-
(3) Veränderungen an oberflächlich gelegenen oder erkennbaren Tumoren
sind während der Bestrahlunqstherapie leicht zu erkennen, weil hierdurch eine äußere
Gestaltveränderung am Körper des Patienten im Bereich der Tumoren bewirkt werden
kann. Infolgedessen können entsprechende Änderungen der Bestrahlungsparameter, z.B.
-
Verkleinerungen des Bestrahlungsfelds, rechtzeitig vorgenommen werden.
-
(4) Ein Wechsel des Bedienungspersonals hat keine nachteiligen Folgen,
weil die Positionierung schnell und sicher anhand der gespeicherten Bezugsbilder
auch von anderem Personal durchgeführt werden kann.
-
(5) Auf aufwendig herzustellende und auch oft störende Masken aus
Plexiglas, wie sie zur optischen oder mechanischen Fixierung des Patienten nach
dem Stande der Technik unter gegebenenfalls vorgesehenen optischen Markierungen
an der Maske im Falle der optischen Fixierung verwendet werden, kann verzichtet
werden.
-
(6) Die Position des Patienten kann während der gesamten Bestrahlungsdauer
am Differenzbild aus Bezugsbild und aktuellem Bild, das ständig berechnet und dargestellt
wird, kontrolliert werden, und es ist sogar möglich, diese Position immer wieder
über die Patiententischverstelleinrichtung mittels des Prozessors bzw. Rechners
32 oder 25 laufend auf ihren exakten Wert einzuregeln.
-
Abschließend seien zusätzliche Anwendungen des hier beschriebenen
neuen Verfahrens und der hier beschriebenen neuen Einrichtung angegeben:
(I)
Es ist eine reproduzierbare Anordnung von irregulär geformten Bestrahlungsfeldern
möglich, insbesondere mit Hilfe der Bilderzeugungseinrichtung 6, die fest mit dem
Bestrahlungsgerät 8 verbunden ist, indem entsprechend mit dem beschriebenen Verfahren
ein oder mehrere Abschirmblöcke für die Strahlung positioniert werden, wobei die
Abschirmblöcke indirekt durch ihre Schatten im Lichtfeld des optischen Systems des
Bestrahlungsgeräts 8 zu sehen sind, welche durch die Bilderzeugungseinrichtungen
mit aufgenommen werden.
-
(II) Es ist eine Kontrolle der korrekten Einstellung einer jeden einzelnen
Bestrahlung durch Speichern der jeweiligen Differenzbilder aus den Bezugsbildern
und den zugehörigen aktuellen Bildern möglich.
-
(III) Weiter ist eine Speicherung der Lokalisation von Bestrahlungsfeldern
zur Berücksichtigung bei später eventuell erforderlichen benachbarten Bestrahlungsfeldern
möglich, indem in der langzeitigen Bildspeichereinrichtung 38 oder in der Magnetplattenbildspeichereinrichtung
39 die digitalen Bilddaten der Bilder, auf denen auch das Bestrahlungsfeld sichtbar
ist, gespeichert werden.