DE4223488C2

DE4223488C2 - Restituierbare Ausgleichsvorrichtung für die Strahlentherapie

Info

Publication number: DE4223488C2
Application number: DE19924223488
Authority: DE
Inventors: Despina Dr Med Katsohi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2012-07-18
Also published as: DE4223488A1; WO1994002203A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvor richtung für die Strahlenbehandlung von zumindest auf der zu bestrahlenden Seite unebenen Körpern, insbesondere menschlichen bzw. tierischen Körpern, mit elektromagneti scher Strahlung und/oder Teilchenstrahlen, welche die Un ebenheiten durch Ausfüllen mit einem Füllmittel nivelliert, dessen Material demjenigen des zu bestrah lenden Körpers, zumindest im Bereich der Unebenheiten, in den strahlenabsorbierenden Eigenschaften angepaßt ist.

In der medizinischen Strahlentherapie nicht operabler oder bereits operierter Hammakarzinome ist es bekannt, an die jeweils zu bestrahlende Brust eine individuell angepaßte Ausgleichsvorrichtung anzubringen, worin diese während der Bestrahlung eingebettet ist. Dadurch wird erreicht, daß un abhängig von der äußeren Form der Brust ein homogenes und in etwa planar angeordnetes Zielvolumen für die Bestrahlung gewährleistet ist.

Eine Offenbarung dieser bekannten gattungsbildenden Vorrichtung findet sich beispielsweise in dem Forschungsbericht "ELECTRON-BEAM THE- RAPY OF CANCER OF THE BREAST" von Florence C.H. Chu et al. in RADIOLOGY, Vol. 89, August 1967, S. 216-223. Dort ist in Fig. 1 eine kastenförmige Ausgleichsvorrichtung darge stellt, die für jede Patientin individuell zu präparieren ist. Aus dieser Abbildung wird deutlich, daß bei der Be strahlung mit Elektronen - unabhängig von der Brustform - ein im Körperinneren nahezu konstantes Bestrahlungs-Zielvo lumen erreicht wird.

Aus der von M. Niewald et al. in "Strahlentherapie und On kologie", 162, 1986, 605-612, Nr. 10, veröffentlichten Arbeit "Moulagen der Brustwand in der Strahlentherapie des operierten Mammakarizinoms mit schnellen Elektronen: ver gleichende Testung verschiedener Materialien" ist es ferner bekannt, bei der Bestrahlung der Brustwand mit schnellen Elektronen zur Prophylaxe und Therapie von Lokalrezidiven und Hautmetastasen eines operierten Mammakarzinoms den Tie fendosisverlauf der Elektronenstrahlung durch Brustauflagen verschiedener Kunststoffmaterialien in Richtung Körperober - fläche zu verschieben. Die Ergebnisses dieser Untersuchun gen liefern somit eine Lehre dafür, wie die absolute Lage der Tiefendosiskurve der Strahlung bzw. der Teilchenstrah len durch zusätzlich aufgebrachte Moulagen in vorgegebener Weise verändert werden kann. Auch bei den dort genannten Materialien und der vorgestellten Methode besteht die Not wendigkeit, diese Brustauflagen (Moulagen) für jeden Pati enten individuell herzustellen.

Zudem ist aus der DE 33 34 901 A1 eine Fräsvorrichtung be kannt, mittels der durch Abtasten der Körperoberfläche des Patienten unmittelbar strahlen-kompensierende Filter herge stellt werden können. Diese Filter dienen zwar ebenfalls dazu, die Iso-Dosenkurve vorteilhaft zu beeinflussen, sie sind jedoch nicht voll wiederherstellbar. Daher besteht dort die Notwendigkeit, für jeden Patienten und jede Be strahlungsstelle an seinem Körper eigens ein Filter herzu stellen.

Aus der DE 30 35 806 A1 ist ferner eine strahlen-kompensie rende Vorrichtung bekannt, bei der der Patient vollständig in einen Behälter eingeschlossen wird, in dem sich eine strahlenabsorbierende Flüssigkeit befindet. Diese Vorrich tung dient zwar ebenfalls dem Zweck einer gezielten Beein flussung der Iso-Dosenkurve. Allerdings betrifft sie ein deutlich anders geartetes Funktionsprinzip als die Vorrich tung gemäß dem Oberbegriff.

Die bekannten Ausgleichsvorrichtungen sind daher nur sehr zeit- und kostenaufwendig herstellbar und führen insofern zu einem Abfallproblem, als die dort genannten Vorrichtun gen nur schwer oder gar nicht wiederverwendbar sind.

Aus den genannten Problemen leitet sich nun die Aufgaben stellung der vorliegenden Erfindung her, nämlich eine re stituierbare, d. h. ohne weitere Maßnahmen wiederverwendbare Ausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich neben den genannten Vorteilen besonders dadurch auszeichnet, daß die individuelle Anpassung der Vorrich tung, beispielsweise an den Patienten, ambulant vorgenommen werden kann, d. h. die bisher notwendigen Präparationszeiten entfallen.

Diese Aufgabe wird bei einer Ausgleichsvor richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als Füllmittel ein fließfähiges oder leicht verformbares Material vorgesehen ist, das in einer gas-dicht abgeschlossenen Hülle eingebettet ist, die zumindest auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite einen definierten formstabilen Flächenbereich auf weist, dagegen auf der dem Körper zugewandten Seite leicht verformbar ist. Durch Einbettung des Füllmittels in eine gas-dicht abgeschlossene Hülle ist gewährleistet, daß das Füllmittel beliebig oft wiederverwendbar ist. Die Verwendung eines besonders fließfähigen Füllmittels gibt die Gewährleistung, daß bei Auflage dieser Ausgleichsvor richtung auf den zu bestrahlenden unebenen Körper die Un ebenheiten ohne jeglichen Kraftaufwand individuell ausge füllt werden. Der der Strahlungsquelle zugewandte formsta bile Flächenbereich schafft nun ein - unabhängig von der individuellen Körperform - definiertes Niveau, aufgrund dessen sich die Eindringtiefe der elektromagnetischen Strahlung bzw. der Teilchenstrahlen exakt vorherbestimmen läßt. Der gas-dichte Abschluß der Hülle verhin dert, daß sich in dem Füllmittel Gas- bzw. Luftbläschen bilden. Diese Inhomogenitäten würden nämlich dazu führen, daß auch die Strahlung entsprechend inhomogen und damit schwer kalkulierbar in das Füllmittel eindringen würde. Die Lage der Tiefendosiskurve, d. h. das Zielvolumen bei der Be strahlung, richtet sich hier nach der Dicke des formstabi len Flächenbereiches.

Durch Verwendung eines in den strahlenabsorbierenden Eigen schaften besonders an den menschlichen bzw. tierischen Kör per angepaßtes Füllmaterial wird damit erreicht, daß der zu bestrahlende, zunächst unebene Körper sich nach der Appli kation der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung so ver hält, als sei die der Strahlungsquelle zugewandte Oberflä che ideal plan. Aufgrund dieses nunmehr ideellen Körpers lassen sich beispielsweise die Dosistiefen besonders ein fach vorausberechnen.

In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind mögliche Materialien für das Füllmittel aufgeführt. Die Verwendung eines thermo plastischen Werkstoffes als Füllmittel kann sich insbeson dere dann als besonders vorteilhaft erweisen, wenn die Pla stizität bei der menschlichen Körpertemperatur von etwa 40°C einsetzt und somit erreicht wird, daß die Ausgleichsvor richtung sich lediglich bei Vorliegen eines Körperkontaktes durch plastisches Fließen des Füllmittels an die jeweilige Körperform anpaßt und nach Abnehmen der Ausgleichsvorrich tung diese einen derart formstabilen Zustand annimmt, durch daß die Ausgleichsvorrichtung für die Wiederverwendung an diesem Körper aufbewahrt werden kann.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß das Füllmittel gas-frei in der Hülle eingebettet ist. Es ist also bereits bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung ein besonderes Augenmerk darauf zu richten, daß die Füllung der Hülle keine Gas- bzw. Luftbläschen enthält, worauf in An spruch 1 bereits in allgemeinem Zusammenhang hingewiesen wurde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß das Füllmittel und/oder die Hülle optisch trans parent sind. Damit kann die Strahlung bzw. der Teilchen strahl vor der Bestrahlung mittels sichtbarem Licht auf der Körperoberfläche justiert bzw. ausgerichtet werden. Diese Ausrichtung kann dabei anhand von Markierungen auf der Kör peroberfläche erfolgen. Ferner läßt sich auch der Strahlen gang während der Bestrahlung durchgehend verfolgen.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß die Hülle aus Kunststoff, insbeson dere Silikon, hergestellt ist. Dadurch kann beispielsweise eine sehr hygienische und einfach desinfizierbare Ausgleichsvorrichtung geschaffen werden, die darüber hinaus durch die Wahl eines entsprechenden Werkstoffes dem Patien ten ein subjektiv angenehmes Gefühl beim Körperkontakt mit dieser geben kann. Hierbei bietet sich insbesondere Silikon an, da dieses Material bereits erfolgreich bei Brustimplan taten eingesetzt wird.

Die folgenden Ansprüche 11 bis 22 geben nun besonders vor teilhafte Ausführungsbeispiele des formstabilen Flächenbe reichs der Hülle an. Ein ebenförmig ausgebildeter Flächen bereich bietet sich z. B. bei der Bestrahlung von Mammakar zinomen an. Demgegenüber kann eine Ausführungsform mit ei nem gekrümmten Flächenbereich besonders vorteilhaft bei der Bestrahlung von Patienten im Halsbereich beispielsweise bei Vorliegen eines Kehlkopfkrebses, eingesetzt werden. In diesen und ähnlich gearteten Fällen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den formstabilen Flächenbereich dem gene rellen Formverlauf des zu bestrahlenden Körpers, unabhängig von lokalen Unebenheiten, anzupassen.

In den Unteransprüchen 14 bis 22 werden in unterschiedli cher Weise hergestellte Ausführungen der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung genannt. Dabei kann der formstabile Flächenbereich der Hülle entweder aus dem Material der Hülle selbst oder durch eine zusätzlich angebrachte Platte gebildet sein. Diese Platte kann sich nun innerhalb oder außerhalb der Hülle befinden und entweder mit der Hülle fest oder lösbar verbunden sein. Eine lösbare Verbindung ist besonders in den Fällen indiziert, bei denen eine Aus tauschbarkeit der Hülle bei fest vorgegebener Platte er reicht werden soll. Hierbei kann daran gedacht werden, daß verschiedene vorgefertigte Hüllen verwendet werden, die sich im Füllungsgrad, in der Füllungssorte oder ihrer Größe unterscheiden. Ferner können Platte und Hülle eine Einheit bilden. Entsprechend der optischen Transparenz des Füllmit tels und der Hülle kann es dabei zweckmäßig sein, auch die Platte optisch transparent auszuführen. Durch Verwendung beispielsweise einer Plexiglasplatte wird sichergestellt, daß die zu bestrahlende Körperoberfläche durch die Aus gleichsvorrichtung hindurch optimal und verzerrungsfrei eingesehen werden kann. Auf einer derartigen Platte können nun weitere Hilfsmittel, wie z. B. Linien für die Feinju stierung des Strahls, vorgesehen sein. Um eine Blasenbil dung in dem Füllmittel zu verhindern, kann es ferner zweck mäßig sein, die Hülle gas- bzw. luftdicht mit der Platte zu verbinden.

Schließlich kann bei der erfindungsgemäßen Ausgleichsvor richtung vorgesehen sein, daß der formstabile Flächenbe reich der Hülle kastenförmig ausgebildet ist. Die Seitenbe reiche einer derart ausgebildeten Vorrichtung können dabei als Halterungen an dem Bestrahlungstisch, dem Bestrahlungs tubus oder dem zu bestrahlenden Körper dienen. Die Seiten wände des Kastens können dabei für eine mehrseitige Be strahlung ausgelegt sein, die eine gleichzeitige Positio nierung und Fixierung des zu bestrahlenden Körpers in dem zu bestrahlenden Bereich durch allseitige Fixierung in dem Kasten ermöglicht.

Im folgenden Teil wird die erfindungsgemäße Ausgleichsvor richtung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine Schnittzeichnung einer Ausgleichsvorrich tung, bei der der formstabile Flächenbereich der Hülle durch eine Plexiglasplatte gebildet ist (vor der Applikation) und

Fig. 1b eine entsprechende Darstellung einer bereits ap plizierten Ausgleichsvorrichtung während der Be strahlung eines Mammakarzinoms;

Fig. 2a eine Schnittzeichnung einer Ausgleichsvorrichtung mit einer kastenförmigen Ausbildung des formsta bilen Flächenbereichs der Hülle (vor der Applika tion) und schließlich

Fig. 2b eine entsprechende Darstellung einer bereits ap plizierten Ausgleichsvorrichtung während der Strahlenbehandlung eines Mammakarzinoms.

Die in Fig. 1a dargestellte erfindungsgemäße restituierbare Ausgleichsvorrichtung hat ein Füllmittel 1, das in einer aus einer Silikonhülle 2 und einer Plexiglasplatte 3 gebil deten Hülle eingebettet ist. Als Füllmittel 1 kann z. B. ein Gel oder ein bei etwa 40°C thermoplastischer Werkstoff vorgesehen sein. Die Plexiglasplatte 3 ist in zur Papiere bene senkrechter Richtung quadratisch ausgebildet. Die Si likonhülle 2 und die Plexiglasplatte 3 sind über eine Schweißnaht 4 gas- bzw. luftdicht miteinander verbunden.

In Fig. 1b ist nun die in Fig. 1a gezeigte Ausgleichsvor richtung nach der Applikation an einem unebenen Körperbe reich 5 dargestellt. Dieser Körperbereich 5 kann beispiels weise eine karzinome weibliche Brust darstellen. Die Plexi glasplatte 3, die hier den definierten formstabilen Flä chenbereich darstellt, ist der Strahlungsquelle zugewandt, von der Strahlen 6 ausgehen. Aufgrund der quadratischen Form der Plexiglasplatte 3 wird lediglich der Brustbereich abgedeckt. Die dem Körper zugewandte Seite der Ausgleichs vorrichtung paßt sich fest anliegend und unter Vermeidung eines Zwischenraumes der Körperoberfläche an. Im Falle, daß das Füllmittel 1 ein den strahlungsabsorbierenden Eigen schaften des menschlichen Körpers angepaßtes Material dar stellt, wird nach der Applikation der Ausgleichsvorrichtung ein etwa rechteckförmiges Zielvolumen im Körperinneren be strahlt.

Die in Fig. 2a dargestellte Ausgleichsvorrichtung setzt sich aus einem aus Plexiglas gefertigtem Kasten 8 sowie ei ner Silikonhülle 8′ zusammen. Der Plexiglaskasten 8 besitzt an den in der Papierebene liegenden Seiten jeweils Ausspa rungen (hier nicht dargestellt), innerhalb derer die Pati entin zu liegen kommt. Der Plexiglaskasten 8 und die Sili konhülle 8′ sind über eine Schweißnaht 9 fest miteinander verbunden. In die derart gebildete Hülle ist ein Füllmittel 7 eingebettet.

Die in Fig. 2a gezeigte Ausgleichsvorrichtung wird nun in Fig. 2b im applizierten Zustand dargestellt. Dabei ist der Plexiglaskasten 8 auf einer Unterlage 12, die beispiels weise ein Bestrahlungstisch sein kann, fest aufgelegt, wo bei die Patientin 10 unter diesem Kasten 8 liegt. Bestrahlt wird in diesem Beispiel von drei Seiten 11. Der Kasten 8 erstreckt sich dabei lediglich über den Brustbereich des Patienten 10. Es ist jedoch auch denkbar, diesen Kasten mit der offenen Seite nach oben anzuordnen und den Patienten 10 darin hineinzulegen.

Claims

1. Ausgleichsvorrichtung für die Strahlenbehandlung von zumindest auf der zu bestrahlenden Seite unebenen Körpern, insbesondere menschlichen oder tie rischen Körpern, mit elektromagnetischer Strahlung und/oder Teilchenstrahlen, welche die Unebenheiten durch Ausfüllen mit einem Füllmittel nivelliert, dessen Material demjenigen des zu bestrahlenden Körpers, zumindest im Bereich der Unebenheiten, in den strahlenabsorbierenden Ei genschaften angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel ein fließfähiges oder leicht verformbares Material vorgesehen ist, das in einer gas-dicht abgeschlossenen Hülle eingebettet ist, die zumindest auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite einen definierten formstabilen Flächenbereich auf weist, dagegen auf der dem Körper zugewandten Seite leicht verformbar ist, wodurch die Ausgleichsvorrichtung wieder verwendbar ist.

2. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel ein unter geringem me chanischem Druck plastisch verformbares Material vorgese hen ist.

3. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel ein thermoplastisches Material vorgesehen ist.

4. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel ein viskoses Material, insbesondere ein Gel, vorgesehen ist.

5. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel eine Flüssigkeit, insbe sondere Wasser, vorgesehen ist.

6. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel eine fein- oder grob körnige Schüttung, insbesondere Sand, vorgesehen ist.

7. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel gas-frei in der Hülle eingebettet ist.

8. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel optisch transparent ist.

9. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle op tisch transparent ist.

10. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus Kunststoff, insbesondere Silikon, hergestellt ist.

11. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flächenbereich der Hülle eben ist.

12. Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flä chenbereich der Hülle gekrümmt ist.

13. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flächenbereich der Hülle dem generellen Formverlauf des zu bestrahlenden Kör pers an dessen zu bestrahlender Seite angepaßt ist.

14. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flächenbereich der Hülle aus dem Material der Hülle selbst gebildet ist.

15. Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flä chenbereich der Hülle durch eine Platte gebildet ist.

16. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte innerhalb oder außerhalb der Hülle angebracht ist.

17. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte außerhalb der Hülle angeordnet und mit dieser lösbar verbunden ist.

18. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als ein Teil der Hülle aus gebildet ist.

19. Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte optisch transparent ist.

20. Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Platte Plexiglas vorgesehen ist.

21. Ausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle gas-dicht mit der Platte verbunden ist.

22. Ausgleichsvorrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Flächenbereich der Hülle kastenförmig ausgebildet ist.