DE69737264T2 - Digitales bildaufnahmesystem mittels bestrahlenden protonen - Google Patents

Digitales bildaufnahmesystem mittels bestrahlenden protonen Download PDF

Info

Publication number
DE69737264T2
DE69737264T2 DE69737264T DE69737264T DE69737264T2 DE 69737264 T2 DE69737264 T2 DE 69737264T2 DE 69737264 T DE69737264 T DE 69737264T DE 69737264 T DE69737264 T DE 69737264T DE 69737264 T2 DE69737264 T2 DE 69737264T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
patient
image
beam path
features
center
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69737264T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69737264D1 (de
Inventor
S. Mark Madison BLAIR
A. David Redlands LESYNA
James Pengyue Riverside LIN
P. Jagadish Moreno Valley SAMANTARAI
B. Berry Yorba Linda YELDELL
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.)
Loma Linda University
Original Assignee
Loma Linda University
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24972640&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69737264(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Loma Linda University filed Critical Loma Linda University
Publication of DE69737264D1 publication Critical patent/DE69737264D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69737264T2 publication Critical patent/DE69737264T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A61N2005/1062Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source using virtual X-ray images, e.g. digitally reconstructed radiographs [DRR]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087Ions; Protons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1069Target adjustment, e.g. moving the patient support

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Teilchenstrahl-Therapiesysteme, wobei sie insbesondere ein digitales Abbildungssystem zum Abbilden eines Sollbereichs des Körpers eines Patienten betrifft, um die Position des Patienten bezüglich eines Teilchenstrahl-Beaufschlagungssystems zu bestimmen, um dadurch zu erlauben, dass die Position des Patienten in eine gewünschte Position eingestellt wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Die Strahlungsteilchentherapie wird im Allgemeinen verwendet, um sowohl lokalisierte Formen des Krebses als auch andere Beschwerden zu behandeln. Typischerweise wird ein atomares Teilchen, z.B. ein Elektron, ein Proton, ein Neutron, oder ein subatomares Teilchen, wie z.B. ein Röntgenstrahl, aus einem Auslass zu einem speziellen Sollbereich des Patienten emittiert, der oft als ein Soll-Isozentrum bezeichnet wird. Das Teilchen kollidiert dann mit den Zellen innerhalb des Sollbereichs des Patienten und schädigt dadurch diese Zellen.
  • Eine besonders nützliche Form der Strahlungstherapie ist die Protonenstrahltherapie, bei der Protonen zu einem Soll-Isozentrum gelenkt werden, das sich innerhalb des Körpers eines Patienten befindet. Die Protonentherapie besitzt den Vorteil, dass die Protonen ein Phänomen zeigen, dass als Bragg-Spitze bekannt ist, bei der ein beträchtlicher Teil der Energie des Protons freigesetzt wird, wie das Proton anhält. Folglich können durch das Auswählen der Anfangsenergie des Protonenstrahls die Protonen im Strahl gelenkt werden, so dass sie am Soll-Isozentrum anhalten und dadurch einen signifikanten Teil ihrer Energie an die Zellen innerhalb des Soll-Isozentrums abgeben. Die Protonentherapie befindet sich gegenwärtig im medizinischen Zentrum der Loma Linda University, die sich in Loma Linda, Kalifornien, befindet, in Gebrauch, wobei das im medizinischen Zentrum der Loma Linda University verwendete System im US-Patent Nr. 4.870.287 ausführlicher beschrieben ist.
  • Während unter bestimmten Umständen die Protonentherapie signifikante klinische Vorteile gegenüber anderen Therapien sitzt, erfordert sie außerdem, dass der Patient in Bezug auf den Auslass des Protonenstrahls genau positioniert ist, so dass der Protonenstrahl nur das Soll-Isozentrum bestrahlt. Andernfalls könnte der Protonenstrahl gesunde Zellen im Körper des Patienten schädigen. Die ist z.B. bei Behandlungen besonders wichtig, bei denen sich das Soll-Isozentrum im Gehirn des Patienten befindet. Während die genaue Anordnung des Patienten in Bezug auf einen Auslass bei der Protonentherapie sehr wichtig ist, ist sie selbstverständlich aus ähnlichen Gründen außerdem in vielen anderen Typen der Strahlungstherapie sehr wichtig.
  • Typischerweise empfängt der Patient, der die Protonentherapie empfängt, periodische Behandlungen, bei denen das Soll-Isozentrum über den Verlauf einer ausgedehnten Zeitdauer wiederholt mit dem Protonenstrahl bestrahlt wird. Ein Patient kann z.B. tägliche Dosen der Protonenstrahlungstherapie während einer monatelangen Periode empfangen. Ferner wird das Soll-Isozentrum oft aus einer Vielzahl verschiedener Winkel mit einem Protonenstrahl bestrahlt, wenn über ein Gestellsystem mit dem Protonenstrahl beaufschlagt wird, wie z.B. dem Gestellsystem, das im US-Patent Nr. 4.917.344 und im US-Patent Nr. 5.039.057 beschrieben ist.
  • Um sicherzustellen, dass der Patient in Bezug auf den Auslass des Protonentherapiestrahls genau positioniert ist, wird die Position des Soll-Isozentrums anfangs in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale im Körper des Patienten bestimmt. Im Allgemeinen umfassen die Merkmale Punkte in der Skelettstruktur des Patienten, wobei dann der Ort des Soll-Isozentrums in Bezug auf diese Merkmale bestimmt wird. Eine Technik zum Bestimmen der Position des Soll-Isozentrums ist die Verwendung eines digitalen rekonstruierten Radiogramms (DRR). Spezifisch werden CT-Abtastungen der Patienten unter Verwendung wohlbekannter Techniken aufgenommen. Diese werden in das DRR zusammengesetzt, wobei der Ort des Soll-Isozentrums, der die belasteten Gewebe, z.B. die Tumore und dergleichen, enthält, dann im DRR markiert wird. Dann können die DRR-Dateien zusammengesetzt werden, um die Bilder des Soll-Isozentrums aus einer Vielzahl verschiedener Perspektiven zu zeigen.
  • Anschließend wird der Patient innerhalb einer Auflage, wie z.B. der Auflage, die im US-Patent Nr. 4.905.267 beschrieben ist, positioniert, wobei die Auflage auf einer Behandlungsplattform in der Gestellstruktur der Protonenbehandlungseinrichtung positioniert wird, eine Röntgenquelle dann innerhalb des Protonenstrahlwegs positioniert wird und ein Röntgenempfänger längs des Protonenstrahlwegs auf der gegenüberliegenden Seite des Patienten positioniert wird. Folglich erzeugen die Röntgenquelle und der Röntgenempfänger ein photographisches Röntgenbild des Bereichs des Körpers des Patienten, der im Weg des Protonenstrahls positioniert ist, der den Auslass des Protonenstrahl-Beaufschlagungssystems verlässt. Das Zentrum des Strahls im photographischen Röntgenbild kann dann in Bezug auf die im Voraus gewählten Merkmale im Körper des Patienten bestimmt werden.
  • Ein Vergleich des Versatzes des Soll-Isozentrums von den im Voraus gewählten Merkmalen im DRR und des Versatzes des Röntgenstrahlzentrums von denselben im Voraus gewählten Merkmalen im photographischen Röntgenbild schafft eine Angabe der Richtung, in die der Patient in Bezug auf den Auslass bewegt werden muss, so dass der Auslass um das Soll-Isozentrum zentriert ist. Im Allgemeinen wird dieser Prozess iterativ ausgeführt, bis sich der Patient in der richtigen Ausrichtung in Bezug auf den Auslass des Protonbeaufschlagungssystems befindet. Ferner muss dieser Prozess typischerweise für jede Orientierung des Auslasses in Bezug auf den Patienten wiederholt werden, wie der Auslass um das Gestell gedreht wird.
  • Es ist klar, dass das Erhalten eines photographischen Röntgenbilds des Bereichs des Körpers des Patienten sehr zeitraubend ist, da jedes photographische Bild entwickelt werden muss. Sobald das Bild entwickelt ist, muss ferner der behandelnde Arzt Messungen am Röntgenbild ausführen und diese Messungen mit dem DRR-Bild vergleichen, um zu bestimmen, wie der Patient zu bewegen ist. Folglich muss der Patient während ausgedehnten Zeitdauern in der Auflage sitzen und warten, dass der behandelnde Arzt den Patienten richtig ausrichtet. Folglich kann die Behandlungseinrichtung im Ergebnis der verlängerten Zeit, die erforderlich ist, um die notwendigen Schritte auszuführen, um den Patienten auszurichten, weniger Patienten aufnehmen. Folglich gibt es einen Bedarf an einem System, das die Bilder der Position eines Patienten bezüglich des Auslasses in einer effizienteren Weise erhält, so dass die Zeit, die erforderlich ist, um die Position des Patienten bezüglich des Auslasses zu bestimmen und die notwendige Bewegung des Patienten auszuführen, um den Patienten richtig auszurichten, minimiert ist.
  • In einigen Anwendungen der Strahlungstherapie werden digitale Bilder der Röntgenstrahlen aufgenommen, die die Filmverarbeitungszeit verringern. US-Patent Nr. 5.039.867 offenbart z.B. ein System, das ein Röntgen-Fernsehbild des Körpers des Patienten erhält. Das '867-Patent ist jedoch vorgesehen, um im Zusammenhang mit Strahlen ionisierter Teilchen und Strahlen schwerer Teilchen verwendet zu werden, wobei es außerdem einen Bildverstärker verwendet, um das Fernsehbild des Röntgenstrahls zu verstärken. Dieser Systemtyp kann nicht leicht an die Protonentherapiebehandlung angepasst werden, da die Verwendung eines Bildverstärkers eine Bildverzerrung und deshalb Fehler in der Berechnung der Position des Patienten, die unannehmbar sein würden, einführen würde. Weil die Protonenstrahlen eine signifikant schädlichere Wirkung auf das Gewebe besitzen, ist es wichtig, den Patienten sehr genau vor dem Auslass zu positionieren, wobei folglich die durch einen Bildverstärker eingeführten Fehler zu zu vielen Ungenauigkeiten für die Verwendung in einem Protonentherapiesystem führen würden.
  • WO-A-90/11721 offenbart ein genaues und wiederholbares Patientenausrichtungssystem, das ein Simulationssystem und ein separates Strahlbeaufschlagungssystem enthält. Der Anwender wird anfangs in eine Schale gesetzt, wobei Radiogramme aufgenommen und CT-Abtastungen erhalten werden. Die Markierungen auf der Schale oder auf dem Tisch, auf dem die Schale angebracht ist, werden in den Radiogrammen wiedergegeben, die aufgenommen werden, wobei die Positionen der Merkmale bezüglich dieser Markierungen berechnet werden. Diese Informationen erlauben es, dass der Anwender die Schale verlassen kann und dann zu einem späteren Datum erneut in der Schale positioniert wird. Dann werden Radiogramme in der Strahlperspektive für eine Anzahl verschiedener Strahlrichtungen erhalten, die schließlich im Therapieprozess verwendet werden. Während dieser Stufe des Simulationsprozesses werden die Position des Tisches und die Orientierung der Schale bezüglich der Strahlrichtung bestimmt, wobei abermals auf die Bezugsmarkierungen auf dem Tisch oder auf der Schale Bezug genommen wird. Sobald die Simulation abgeschlossen worden ist, wird der Patient aus dem Simulationsraum in einen Behandlungsraum verlegt, wo sich das Protonenstrahl-Therapiesystem befindet. Sobald sich der Anwender im Behandlungsraum befindet, werden weitere Radiogramme erhalten, wobei der Anwender wieder in der Schale angeordnet wird, bis diese Radiogramme den während der Simulation erhaltenen ursprünglichen Radiogrammen entsprechen. Sobald bestätigt ist, dass sich der Patient in der richtigen Behandlungsposition befindet, wird der Patient mit dem Protonenstrahl behandelt.
  • Folglich gibt es einen Bedarf an einem System, das ein nichtphotographisches Bild des Bereichs des Körpers des Patienten vor dem Auslass eines Protonenbeaufschlagungssystems aufnehmen kann. Dieses System sollte den Bereich des Körpers des Patienten vor dem Auslass genau bestimmen können, ohne irgendeinen Fehler in die Bestimmung einzuführen. Ferner sollte das System außerdem leicht an ein Gestellsystem anpassbar sein, in dem die Bestimmung des Körpers des Patienten in Bezug auf den Auslass ungeachtet der Winkelorientierung des Auslasses um den Patienten ausgeführt werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 14 dargelegt. Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung ein Protonenstrahl-Therapiesystem, das umfasst: ein Strahlbeaufschlagungssystem, das einen Auslass besitzt, der an einem Gestell angebracht ist, so dass ein Patient unter mehreren Winkeln mit einem Protonenstrahl beaufschlagt werden kann; Mittel, um ein Hauptvorgabebild eines Bereichs des Patienten, der behandelt werden soll, zu empfangen; und ein Abbildungssystem mit: einer Abbildungsstrahlquelle, die an dem Strahlbeaufschlagungssystem angebracht ist, wobei die Abbildungsstrahlquelle zwischen einer ersten Position, in der die Abbildungsstrahlquelle einen Abbildungsstrahl längs eines Behandlungsstrahlwegs zu einer ersten Seite des Patienten projizieren kann, und einer zweiten Position, in der die Abbildungsstrahlquelle aus dem Strahlweg entfernt ist, um dadurch dem Protonenstrahl zu ermöglichen, sich längs des Behandlungswegs zu bewegen, beweglich ist; einem Abbildungsstrahlempfänger, der an dem Gestell befestigt ist, so dass der Abbildungsstrahlempfänger um den Strahlweg über mehrere Orientierungswinkel des Gestells zentriert und so positioniert ist, dass er den Abbildungsstrahl empfängt, nachdem sich dieser durch einen in dem Strahlweg positionierten Bereich des Patienten bewegt hat; einer Bildaufnahmevorrichtung, die so betreibbar ist, dass sie ein Signal von dem Abbildungsstrahlempfänger empfängt, und so betreibbar ist, dass sie ein Patientenorientierungsbild des Bereichs des Patientenkörpers, der in dem Strahlweg positioniert ist, erzeugt; und einer Steuereinheit, die so betreibbar ist, dass sie sowohl das Hauptvorgabebild als auch das Patientenorientierungsbild empfängt, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass auf dem Hauptvorgabebild ein oder mehrere Merkmale bezeichnet werden können, um so die relative Position eines Isozentrums, das in dem Patientenkörper behandelt werden soll, in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale, die in dem Hauptvorgabebild bezeichnet sind, zu definieren, und wobei die Steuereinheit außerdem so konfiguriert ist, dass das eine oder die mehreren Merkmale auf dem Patientenorientierungsbild bezeichnet werden können, so dass die Steuereinheit den relativen Ort des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale, die in dem Patientenorientierungsbild bezeichnet sind, bestimmen kann und wobei die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung der relativen Position des Soll-Isozentrums und des Strahlwegzentrums in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale die relative Bewegung zwischen dem Patienten und dem Gestell bestimmen kann, die erforderlich ist, damit die Position des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale der Position des Soll-Isozentrums in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale entspricht.
  • In der bevorzugten Ausführungsform wird das Hauptvorgabebild unter Verwendung eines digital rekonstruierten Radiogramms (DRR) erzeugt, wobei der vorgebende Arzt den Ort des Soll-Isozentrums in Bezug auf ein oder mehrere im Voraus gewählte Merkmale im Körper des Patienten bestimmen kann. Das durch den Bildempfänger erzeugte digitale Röntgenbild zeigt vorzugsweise das Zentrum des Strahls, das der Skelettstruktur des Patienten überlagert ist. Die Orientierungspunkte oder Merkmale, die im Hauptvorgabebild ausgewählt worden sind, sind vorzugsweise die Orientierungspunkte auf der Skelettstruktur, die außerdem im Röntgenbild wahrnehmbar sind.
  • Das System erlaubt vorzugsweise dem behandelnden Arzt, die Merkmale im Röntgenbild zu identifizieren und dann die räumliche Beziehung zwischen dem Zentrum des Strahls und dem Merkmal zu bestimmen. Die räumliche Beziehung des Zentrums des Strahls bezüglich der Merkmale wird dann mit der räumlichen Beziehung zwischen dem Soll-Isozentrum und genau denselben Merkmalen im Vorgabehauptbild verglichen. Dieser Vergleich liefert Versatzwerte, die angeben, wie weit das Zentrum des Strahls vom Soll-Isozentrum im Patienten versetzt ist. Diese Werte können dann verwendet werden, um den Patienten zu bewegen, so dass das Soll-Isozentrum im Zentrum des Strahls richtig orientiert ist.
  • Vorzugsweise gibt es ein Hauptvorgabebild, das für jeden der Winkel des Gestells, in denen der Strahl auf den Patienten zu richten ist, vorbereitet ist. Weil die Röntgenquelle und der Röntgenempfänger am Gestell befestigt sind, kann das Positionierungsbild erhalten werden, wann immer das Gestell in eine neue Position bewegt wird, wobei die Versätze geeignet berechnet werden können.
  • Folglich erhält das System der vorliegenden Erfindung genaue digitale Bilder des Teils des Körpers des Patienten, der sich vor dem Auslass befindet, wobei es eine Berechnung erlaubt, wie weit das Zentrum des Strahls vom Soll-Isozentrum im Körper des Patienten versetzt ist, wobei es dadurch Messungen bereitstellt, die erlauben, dass der Patient in Bezug auf den Strahlauslass neu orientiert wird. Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, zusammengenommen mit der beigefügten Zeichnung, vollständiger offensichtlich werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein Blockschaltplan des digitalen Abbildungssystems der bevorzugten Ausführungsform;
  • 2 ist eine isometrische Vorderansicht eines Gestells zum Beaufschlagen eines Patienten mit einem Protonenstrahl, bei der das System nach 1 am Gestell installiert ist;
  • 3 ist eine Vorderansicht einer beweglichen Röntgenbaugruppe, die längs der Strahlbeaufschlagungslinie stromaufwärts blickt;
  • 4 ist eine ausführliche Ansicht einer Bildaufnahmevorrichtung des digitalen Abbildungssystems nach 1, die an einem Abschnitt des Gestells nach 2 angebracht ist;
  • 5A bis 5E sind ausführliche Ansichten, die die Bildaufnahmevorrichtung nach 4 weiter veranschaulichen;
  • 6 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb des digitalen Abbildungssystems nach 1 veranschaulicht;
  • 7A ist eine beispielhafte Zeichnung eines Bereichs des Körpers des Patienten mit einem Soll-Isozentrum und mehreren im Voraus gewählten Merkmalen; und
  • 7B ist eine beispielhafte Ansicht eines Röntgenbildes des Teils des Körpers des Patienten im Strahlweg des Systems nach 1.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Nun wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der sich gleiche Bezugszeichen überall auf gleiche Teile beziehen. 1 ist ein Blockschaltplan eines digitalen Abbildungssystems 100 der bevorzugten Ausführungsform. Das digitale Abbildungssystem 100 ist in dem in 2 gezeigten Protonenstrahl-Beaufschlagungssystem 102 implementiert. Das Protonenstrahl-Beaufschlagungssystem 102 enthält ein Gestell, wobei es dem im US-Patent Nr. 4.870.287, das durch Literaturhinweis hierin eingefügt ist, beschriebenen Protonenstrahl-Beaufschlagungssystem entspricht. Ferner ist die Struktur des Gestells so, wie sie in den US-Patenten Nr. 4.917.344 und 5.039.057 beschrieben ist.
  • In 1 enthält das digitale Abbildungssystem 100 eine Röntgenröhre 106, die im Strahlweg positioniert werden kann, um ein Strahlenbündel aus Röntgenstrahlen längs des Protonenstrahlwegs durch einen Bereich des Patienten 108 zu projizieren, der vor einem Mundstück oder Auslass 110 (2) des Strahlbeaufschlagungssystems 102 positioniert ist. Eine Bildaufnahmevorrichtung 112 befindet sich längs des Weges des Protonenstrahls auf der gegenüberliegenden Seite des Patienten 108. Die Bildaufnahmevorrichtung 112 enthält einen Fluoreszenzschirm 114, der so konfiguriert ist, dass er in Reaktion auf auf ihn auftreffende Röntgenstrahlen fluoresziert.
  • Die durch den Fluoreszenzschirm erzeugten Photonen werden längs eines kompakten Weges, der im Folgenden unter Bezugnahme auf die 5A5D ausführlicher beschrieben ist, zu einer Kamera 116 gelenkt, die dann ein digitales Bild von den Photonen erzeugt. Die Kamera 116 wird in einer Weise, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, auf etwa –30°C gekühlt, um überschüssige Wärme zu entfernen und dadurch das Rauschen im durch die Kamera erzeugten Bild zu beseitigen. Die Kamera 116 wird durch die Steuerelektronik 120 und durch die Steuer- und Synchronisationslogik 122 so gesteuert, dass sich der Verschluss der Kamera 116 in Reaktion darauf öffnet, dass die Röntgenröhre 106 die Röntgenstrahlen sendet, und dann das Bild aufnimmt, das über ein Netz 124 einem Arbeitsplatzrechner 126 für die Anzeige der digitalen Abbildung im Behandlungsraum bereitgestellt werden kann.
  • Der Arbeitsplatzrechner 126 für die Anzeige der digitalen Abbildung im Behandlungsraum erzeugt eine Anzeige des digitalen Bildes, das durch die Kamera 116 aufgenommen worden ist, auf einem Monitor 130. Ferner empfängt der Arbeitsplatzrechner 126 für die Anzeige der digitalen Abbildung im Behandlungsraum die Hauptvorgabebilder des Patienten 108, die gleichzeitig auf einem Monitor 132 im Behandlungsraum angezeigt werden.
  • Wie unter Bezugnahme auf die 6 und 7 im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, erhält das Abbildungssystem 100 der bevorzugten Ausführungsform für eine gegebene Position des Gestells ein digitales Bild des Bereichs des Körpers des Patienten, der längs des Weges des Strahls positioniert ist, wobei es dann dieses Bild auf dem Monitor 130 anzeigt. Das System 100 empfängt außerdem ein Vorgabehauptbild des Körpers des Patienten, in dem ein Soll-Isozentrum in Bezug auf verschiedene Merkmale oder Orientierungspunkte im Körper des Patienten definiert worden ist. Dieses Hauptvorgabebild zeigt den Teil des Körpers des Patienten, der das Soll-Isozentrum enthält, aus der gleichen Perspektive, d.h. dem gleichen Gestellwinkel, wie das Röntgenbild, das gleichzeitig auf dem Monitor 130 angezeigt wird, auf dem Monitor 132 an. Der behandelnde Arzt muss dann die Merkmale oder Orientierungspunkte im Röntgenbild auf dem Monitor 130 identifizieren, die den Merkmalen oder Orientierungspunkten im Hauptvorgabebild auf dem Monitor 132 entsprechen, wobei dann der Arbeitsplatzrechner 126 für die Anzeige der digitalen Abbildung im Behandlungsraum die räumliche Beziehung zwischen dem Zentrum des Strahls im Röntgenbild auf dem Monitor 130 in Bezug auf das auf dem Monitor 132 angezeigte Soll-Isozentrum bestimmt. Diese räumliche Beziehung kann dann verwendet werden, um den Patienten in einer geeigneten Weise zu bewegen, so dass der Patient vor dem Auslass positioniert ist, so dass der Strahlweg das Soll-Isozentrum schneidet.
  • 2 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des Strahlbeaufschlagungssystems 102, das das Abbildungssystem 100 enthält, ausführlicher. Spezifisch enthält das Strahlbeaufschlagungssystem 102 ein oben beschriebenes Gestell, das sich um einen Mittelpunkt 140 dreht. Das Strahlbeaufschlagungssys tem 102 enthält ein Mundstück 110, wo der Protonenstrahl emittiert wird. Vorzugsweise ist das Mundstück an einem (nicht gezeigten) Ring des Gestells angebracht, so dass sich das Mundstück um den Mittelpunkt 140 dreht. Die Röntgenquelle 106 ist am Strahlbeaufschlagungssystem 102 angebracht, damit sie um den Mittelpunkt 140 drehbar ist. Ähnlich ist die Bildaufnahmevorrichtung 112 außerdem an dem Ring in einer der Röntgenquelle 106 (3) gegenüberliegenden Position angebracht, damit sie um den Strahlweg 146 in allen Winkelorientierungen des Strahlbeaufschlagungssystem zentriert ist. In 2 ist das Gestell 104 so positioniert, dass das Mundstück einen Strahl längs eines Strahlweges 146 emittieren würde, der einer x-Achse 151 entspricht. Es ist jedoch klar, dass das Mundstück 110 so bewegt werden kann, dass sich der Strahlweg 146 in einer anderen Richtung erstreckt, aber immer noch den Mittelpunkt 140 schneidet. Das Strahlbeaufschlagungssystem 102 enthält außerdem einen Behandlungstisch 150, der längs einer z-Achse 152 beweglich ist, und die Röntgenquelle 106.
  • Der Patient 180 wird in einer Schale 149, wie z.B. der Schale, die im US-Patent Nr. 4.905.267 offenbart ist, positioniert, wobei dann die Schale 149 und der Patient 108 auf einem Behandlungstisch 150 positioniert werden. Die Schale 149 ist in Bezug auf den Behandlungstisch 150 längs der x-Achse 151 und längs einer y-Achse, die sich aus der Seite der Zeichnung in 2 erstreckt, und außerdem längs der z-Achse beweglich, wobei sie außerdem durch Drehung ausgerichtet werden kann. Die Bewegung der Schale auf dem Behandlungstisch kann in irgendeiner von einer Anzahl wohlbekannter Weisen ausgeführt werden, wie z.B. die Positionierung der Schale innerhalb eines Schutzgestells, das am Behandlungstisch befestigt ist, worin das Schutzgestell Aktivierungseinrichtungen besitzt, die die Schale bewegen. Ein mögliches System zum Bewegen der Schale, nachdem der Versatz bestimmt worden ist, ist das System, das sich gegenwärtig im medizinischen Zentrum der Loma Linda University in Loma Linda, Kalifornien, in Gebrauch befindet.
  • Typischerweise ist die Schale 149 so konfiguriert, dass, wenn der Patient 108 in der Schale 149 positioniert ist, sich der Patient 108 in einer im Wesentlichen festen Orientierung in Bezug auf die Schale 149 befindet. Folglich verbleibt jedes Mal, wenn der Patient 108 in der Schale 149 positioniert wird, die Orientierung des Patienten zur Schale 149 im Wesentlichen die gleiche. Dies erfordert dann, dass die Schale 149 so auf dem Tisch 150 positioniert wird, dass die Schale und der Patient vor dem Mundstück 110 positioniert sind, damit sich das Soll-Isozentrum im Patienten im Zentrum des vom Mundstück 110 ausgehenden Strahls befindet.
  • 3 ist eine Vorderansicht der Röntgenquelle 106 des digitalen Abbildungssystems 100. Wie gezeigt ist, ist die Röntgenquelle 106 am Strahlbeaufschlagungssystem 102 so angebracht, dass sie innerhalb des Strahlweges 146 positioniert werden und dann aus dem Strahlweg 146 entfernt werden kann. Folglich kann die Röntgenquelle 106 Röntgenstrahlen längs des Strahlweges 146 projizieren, die sich dann durch den Patienten 108, der in der Schale 149 auf dem Tisch 150 positioniert ist, zur Bildaufnahmevorrichtung 112 bewegen. Die Röntgenquelle 106 ist an einem beweglichen Schlitten 134 angebracht, der längs zweier Schienen 135a und 135b beweglich ist. Eine Schneckenmotor-Baugruppe 136 wird durch ein (nicht gezeigtes) Behandlungsraum-Steuersystem in Reaktion auf den behandelnden Arzt, der die Röntgen-Abbildungssequenz in der Weise beginnt, die im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, betätigt. Die Schneckenmotor-Baugruppe 136 ist so konfiguriert, dass sie den Schlitten 134 und folglich die Röntgenquelle 106 im Strahlweg 146 positioniert, so dass sich, wenn die Röntgenquelle 106 Röntgenstrahlen erzeugt, die Röntgenstrahlen längs des Strahlweges 146 ausbreiten. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Röntgenquelle 106 eine 30–150-kVA-Röntgenröhre, hergestellt von Varian Inc. of Palo Alto, CA, Modell 8150, die eine Röhre des Modells A192 beherbergt. Der Röntgengenerator und die Steuerschaltungsanordnung umfassen einen universellen Röntgengenerator von Electromed International, Modell Nr. EDEC 30. Der Generator und die Steuereinheit 131 können die Schneckenmotor-Baugruppe 136 veranlassen, den Schlitten 134 und die Röntgenquelle 106 in den Strahlweg 146 zu bewegen, und dann die Röntgenquelle 106 veranlassen, einen Röntgenabbildungsstrahl zu erzeugen. Sobald der Abbildungsprozess abgeschlossen ist, werden der Schlitten 134 und die Röntgenquelle 106 aus dem Strahlweg 146 entfernt, um zu erlauben, dass der Behandlungsstrahl zum Soll-Isozentrum transportiert wird.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht der Bildaufnahmevorrichtung 112, wie sie an einer oder mehreren Abschirmplatten 144 angebracht ist, die am Gestell des Strahlbeaufschlagungssystems 102 angebracht sind. Spezifischer ist die Bildaufnahmevorrichtung 112 in einem rechteckigen Gehäuse 160 untergebracht, das dann über die Montagebolzen 162a und 162b an den inneren Abschirmplatten 144 des Gestells angebracht ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Bildaufnahmevorrich tung so am Gestell befestigt, dass sie ungeachtet der Drehposition des Gestells im Strahlweg 146 zu positionieren ist. Wenn die Röntgenquelle 106 im Strahlweg positioniert ist und Röntgenstrahlen erzeugt, empfängt folglich die Bildaufnahmevorrichtung 112 die Röntgenstrahlen, wie sie sich längs des Strahlweges 146 ausbreiten und nachdem sie sich durch den Patienten 118 bewegt haben.
  • Folglich können die Röntgenquelle 106 und die Bildaufnahmevorrichtung 112 ein Bild des Teils des Patienten 108, der vor dem Auslass des Strahlbeaufschlagungssystems 102 positioniert ist, in jeder Orientierung des Gestells 104 erzeugen. Es ist klar, dass die Bildaufnahmevorrichtung 112 an dem Ring 144 des Gestells an einer Weise angebracht sein muss, in der die Bildaufnahmevorrichtung 112 überall im ganzen Bereich der Bewegung des Gestells 104 im Strahlweg 146 verbleibt. Folglich sind sowohl die Stützen 162a und 162b als auch das Gehäuse 160 aus einem ausreichend starren Werkstoff hergestellt, so dass sich die Bildaufnahmevorrichtung 112 überall im ganzen Bereich der Bewegung des Gestells nicht in Bezug auf das Mundstück 110 bewegt.
  • Die 5A5E veranschaulichen die Bildaufnahmevorrichtung 112 ausführlicher. Spezifisch zeigt 5A das Gehäuse 160 der Bildaufnahmevorrichtung 112, wobei die Außenwände 170 des Gehäuses teilweise abgetrennt sind, um die darin positionierten Komponenten zu zeigen. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse einen Rahmen 172 mit mehreren Platten 174, die in einer derartigen Weise an den Rahmen 172 geschraubt sind, dass das Innere des Gehäuses 160 dunkel ist. Es wird aus der folgenden Erörterung selbstverständlich, dass die Bildaufnahmevorrichtung 112 ein genaues, unverzerrtes digitales Bild des Teils des Körpers des Patienten 108, der vor dem Mundstück 110, d.h. längs des Strahlweges 146 positioniert ist, aus den durch die Röntgenquelle 106 erzeugten Röntgenstrahlen erzeugen muss. Folglich muss das Gehäuse 160 so konstruiert sein, dass außer dem Licht, das im Ergebnis der Röntgenstrahlen, die auf die Bildaufnahmevorrichtung 112 auftreffen, in der im Folgenden beschriebenen Weise auftritt, kein zusätzliches Licht in das Gehäuse eingeleitet wird.
  • Die 5B und 5C veranschaulichen eine Seitenansicht bzw. eine Vorderseite 176 des Bildaufnahmegehäuses 160. Die Vorderseite 176 ist die Seite, die der Röntgenquelle 106 gegenüberliegt, wobei sie zum Strahlweg 146 (2) senkrecht ist, wenn die Bildaufnahmevorrichtung 112 in der in 2 gezeigten Weise am Gestell 104 angebracht ist. Eine quadratische Öffnung oder ein quadratisches Eintrittstor 182 (5C) ist auf der linken Seite der Vorderseite 176 des Gehäuses 160 ausgebildet. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es eine Schutzabdeckung 184, einen Schlitz 186 für ein radiographisches Gitter und einen Schlitz 190 für Röntgenkassetten, die vor dem Eintrittstor 182 positioniert sind. Ferner gibt es eine Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 (5A), die unmittelbar hinter dem Schlitz 190 für Röntgenkassetten positioniert ist, um unmittelbar angrenzend an das Eintrittstor 182 des Gehäuses 160 positioniert zu sein.
  • Wie in 5C gezeigt ist, können in der Schutzabdeckung Fadenkreuze 200a200c ausgebildet sein, so dass sie sich in einem Punkt schneiden, der sich im Zentrum des Eintrittstors 182 befindet. Wie im Folgenden beschrieben wird, stellen die Fadenkreuze 200a200c einem behandelnden Arzt eine visuelle Anzeige bereit, was die Position des Zentrums der Röntgenstrahlen, die sich entlang des Strahlweges 146 ausbreiten, bezüglich der Merkmale im Körper des Patienten 108 betrifft. Folglich befindet sich der Schnittpunkt der Fadenkreuze 200a200c vorzugsweise im exakten Zentrum des Strahlweges 146. Dies erfordert, dass das Gehäuse 160 der Bildaufnahmevorrichtung 112 in Bezug auf das Mundstück 110 exakt angeordnet ist.
  • In der bevorzugten Ausführungsform können der Schlitz 186 für ein radiographisches Gitter und der Schlitz 190 für Röntgenkassetten beide ein radiographisches Gitter 187 und eine Röntgenkassette 191 aufnehmen (5A). Folglich kann die Ausrichtung des Patienten außerdem unter Verwendung der Technik des Standes der Technik, bei der photographische Röntgenbilder der Position des Patienten erhalten werden, ausgeführt werden. Folglich erlaubt das Patientenausrichtungssystem der bevorzugten Ausführungsform sowohl die Ausrichtung unter Verwendung digitaler Bilder als auch die Ausrichtung unter Verwendung photographischer Bilder.
  • In dem Fall, in dem das digitale Bild des Patienten gewünscht wird, wird die Röntgenkassette 191 (5A) aus ihrem Halter entfernt, so dass die von der Röntgenquelle 106 ausgehenden Röntgenstrahlen auf die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 auftreffen. Dies führt dazu, dass die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 an den Orten, an denen die Röntgenstrahlen auf die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 aufgetroffen sind, Photonen erzeugt. Diese Photonen bewegen sich im Allgemeinen in der Richtung des Pfeils 202 (5A) durch eine oder mehrere Ablenkplatten 204 nach innen in das Gehäuse 160 und zu einem sekundären Spiegel 206 aus. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 einen Kodak Lanax Fast Intensifier Screen, Produkt Nr. 1476175. Er besteht aus einem 14'' × 14''-Quadrat aus Gadolinium-Schwefeldioxid (Gd2O2S:Tb), das in Reaktion auf die Röntgenstrahlen, die auf die Oberfläche des Fluoreszenzschirms 192 auftreffen, das Photon erzeugt.
  • Die auf den sekundären Spiegel 206 auftreffenden Photonen werden dann in der Richtung des Pfeils 210 zum primären Spiegel 212 reflektiert. Anschließend werden dann die Photonen vom primären Spiegel 212 in der Richtung des Pfeils 214 zu einer Linse 216 der Kamera 116 reflektiert. Wie in 5A dargestellt ist, bewegen sich die durch die Röntgenstrahlen, die auf die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 auftreffen, erzeugten Photonen in einem im allgemeinen Z-förmigen Weg 203 zur Kamera 116. Der Z-förmige Weg 203 erlaubt, dass das Gehäuse 160 in Abmessungen gebaut wird, die ausreichend kompakt sind, um die Installation am Gestell 104 zu erlauben. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Größe des Gehäuses 160 etwa 32 Zoll mal 32 Zoll mal 14 Zoll Tiefe.
  • Die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 erzeugt Photonen, die die Röntgenstrahlen repräsentieren, die auf die Vorderseite des Schirmes 192 auftreffen, wobei die Photonen dann zur Linse 216 weitergeleitet werden. Vorzugsweise umfasst der sekundäre Spiegel einen Lambda-Viertel-Planspiegel mit einer geschützten Aluminiumoberfläche, der in einem Winkel von 25,5490° zum Weg der Photonen im Gehäuse 160 angebracht ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist der sekundäre Spiegel 206 innerhalb einer festen Halterung positioniert, die den Spiegel in diesem Winkel zum Strahlweg 146 überall im ganzen Bereich der Bewegung des Gestells 104 halten kann. Der primäre Spiegel 212 umfasst einen Spiegel mit runder Vorderseite, der an einem zweiachsigen kardanischen Rahmen angebracht ist, der eine Einstellung von ±4° in jeder Achse erlaubt. Der primäre Spiegel 212 ist so orientiert, dass das vom sekundären Spiegel 206 reflektierte Licht im Wesentlichen völlig in die Linse 216 der Kamera 116 reflektiert wird.
  • Es ist klar, dass, weil im Ergebnis der Röntgenstrahlen, die auf die Vorderseite des Fluoreszenzschirms 192 auftreffen, sehr niedrige Lichtpegel durch die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 erzeugt werden, die Steuerung des reflektierten Lichts im Gehäuse 160 ein wichtiges Konstruktionsproblem ist. Es ist außerdem klar, dass das durch die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 erzeugte Streulicht typischerweise in alle Richtungen gestreut wird. Dieses Licht wird in der bevorzugten Ausführungsform durch zwei Mechanismen gesteuert.
  • Der erste Mechanismus besteht darin, dass die inneren Oberflächen des Gehäuses 160 so konfiguriert sind, dass sie minimal reflektierend sind. Spezifisch sind in der bevorzugten Ausführungsform das Innere des Gehäuses 160 und die meisten Komponenten darin kugelgestrahlt, um eine matte Oberfläche zu schaffen, und dann schwarz eloxiert worden. Ferner fangen die Ablenkplatten 204 außerdem das Streulicht, indem sie veranlassen, dass das Streulicht mehrmals reflektiert wird, bevor es die Kameralinse erreicht, und dadurch seine Intensität verliert. Während in der bevorzugten Ausführungsform zwei Ablenkplatten 204 gezeigt sind, ist klar, dass innerhalb des Gehäuses 160 mehrere Ablenkplatten positioniert sein können, um die verschlechternden Wirkungen des Streulichts auf jedes spätere Bild, das durch die Bildaufnahmevorrichtung 112 erzeugt wird, weiter zu begrenzen. Die Ablenkplatten 204 sind so positioniert, dass sich im Wesentlichen alles Licht, das auf die Linse 216 der Kamera 116 auftrifft, in einer Linie bewegt, die zum bevorzugten Weg 203 des Lichts im Gehäuse 160 parallel ist. Folglich wird das Licht, das von der Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 in einem Winkel zum Weg 203 ausgeht, vorzugsweise absorbiert oder mehrmals reflektiert, so dass es die Linse 216 nicht erreicht. In dieser Weise wird das Rauschen in jedem resultierenden digitalen Bild verringert.
  • Vorzugsweise ist die Kamera 116 im Inneren des Gehäuses 160 der Bildaufnahmevorrichtung in einer Halterung angebracht, die die Einstellung um eine horizontale, vertikale und longitudinale Achse erlaubt. Ferner sollte die Halterung außerdem die Winkeleinstellung um eine optische Achse 214 erlauben, die als der Weg der Photonen vom Spiegel zur Linse definiert ist. Dies erlaubt, dass die Kamera in einer optimalen Position zum Empfangen des durch die Röntgenstrahlen, die auf die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 auftreffen, erzeugten Bildes orientiert ist. Ferner ist die Kamera 116 so konfiguriert, dass sie ein Bild erzeugt, das auf den niedrigen Pegeln des Lichts basiert, die durch die auf die Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 auftreffenden Röntgenstrahlen erzeugt werden.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kamera eine CCD-Kamera, die 512×512 aktive Pixel mit einem Füllfaktor von 100 % besitzt, und beträgt die Größe des Objektfeldes der Kamera 355,6 mm × 355,6 mm, worin die Pixel 0,69 mm im Quadrat messen. Vorzugsweise ist die Kamera eine thermoelektrisch gekühlte (TEC) CCD-Kamera mit einer Flüssigkeitsrückführung, die die TEC-erzeugte Wärme beseitigt. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kamera eine CCD-Kamera der wissenschaftlichen Klasse des Modells 1000S, die von Spectral Source, Inc. of Westlake Village, CA, verfügbar ist. Die Linse 216 besteht vorzugsweise aus einer F.95-Linse mit einer Brennweite von 50 mm.
  • Wie in den 5D und 5E gezeigt ist, ist die Kamera 116 durch ein Paar Kühlschläuche 230 wassergekühlt, die Wasser zur Kamera 116 liefern und das erwärmte Wasser von der Kamera 116 entfernen. Die Kühlschläuche 230 in der bevorzugten Ausführungsform sind mit einer (nicht gezeigten) Wasserversorgung verbunden, die eine Komponente der Gestellbaugruppe 104 ist. Das Wasserkühlungssystem kühlt die CCD-Kamera, so dass die CCD-Kamera auf einer Temperatur von –30°C gehalten wird. Diese Kühlung der Kamera 116 stellt sicher, dass die Kamera 116 ein visuelles digitales Bild erzeugen kann, das einem Röntgenbild des Teils des Patienten 108 entspricht, der vor dem Mundstück 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 positioniert ist.
  • 6 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb des Systems 100 veranschaulicht, um die Position des Patienten 108 bezüglich des Mundstücks 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 zu bestimmen. Spezifisch wird von einem Anfangszustand 400 dann im Zustand 402 unter Verwendung wohlbekannter Techniken eine Vorgabe für den Patienten erzeugt. Typischerweise basiert die Vorgabe auf dem Arzt, der den Ort, die Eigenschaften und die Größe des Teils des Körpers des Patienten, der zu behandeln ist, bestimmt. Falls z.B. die Behandlung aus dem Anwenden einer Strahlungsbehandlung auf einen Tumor besteht, basiert die Vorgabe auf der Größe, den Eigenschaften und dem Ort des Tumors. Die Vorgabe enthält derartige Informationen wie die Strahlungsdosis, mit der der Tumor zu beaufschlagen ist, die Häufigkeit der Strahlungsdosis und die Winkel, aus denen der Patient vom Gestell mit der Strahlungsdosis beaufschlagt wird. Die Vorgabe wird typischerweise unter Verwendung wohlbekannter Dosimetrietechniken erzeugt.
  • Ferner wird im Zustand 404 unter Verwendung wohlbekannter Techniken außerdem ein digital rekonstruiertes Radiogramm (DRR) für den Patienten entwickelt. In der bevorzugten Ausführungsform werden spezifisch die DRR-Dateien unter Verwendung einer DRR-Anwendung unter Verwendung von Techniken erzeugt, die in einem Aufsatz mit dem Titel "Computation of Digitally Reconstructed Radiographs for Use in Radiotherapy Treatment Designs", von George Sherouse u.a., veröffentlicht im International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, Bd. 18, S. 651–658, 1989, beschrieben ist und durch die University of North Carolina auf einem Arbeitsplatzrechner Sun Spark 5® entwickelt worden ist. Das DRR wird erhalten, indem mehrere CT-Abtastungen des Patienten im Bereich des belasteten Gewebes aufgenommen werden, wobei die CT-Abtastungen in eine DRR-Datei entwickelt werden können, die den Teil des Körpers des Patienten aus jeder gegebenen Winkelperspektive anzeigt. Die Entwicklung der DRR-Dateien, die das belastete Gewebe, wie z.B. einen Tumor, anzeigen, das sich in einem Soll-Isozentrum im Körper des Patienten befindet, ist ein wohlbekannter Prozess für die Planung der Strahlungsbehandlung. Folglich kann in einem Zustand 406 ein Hauptvorgabebild 500 (7A) von einem Bereich 502 des Körpers des Patienten, der das Soll-Isozentrum 504 umgibt, aus der Perspektive eines gegebenen Gestellwinkels erzeugt werden. Ein beispielhaftes Hauptvorgabebild 500 ist in 7A gezeigt. Das Bild 500 in 7A ist für die Zwecke der Erläuterung signifikant vereinfacht worden.
  • 7A veranschaulicht, dass das Bild 500 eine Darstellung des Soll-Isozentrums 504 im Bereich 502 des Patienten 108 besitzt. Ferner gibt es zwei starre Strukturen oder Merkmale 506 und 508 in einer angrenzenden Skelettstruktur 510, die durch den vorgebenden Arzt ausgewählt worden sind. Wie in 7A gezeigt ist, wird ein Paar synthetischer Fadenkreuze 520a und 520b so erzeugt, dass sie über dem Soll-Isozentrum 504 zentriert sind. Die Entfernung von den Merkmalen 506 und 508 bezüglich der synthetisch erzeugten Fadenkreuze 520a und 520b bildet eine Referenz für die künftige Ausrichtung des Patienten 108 in der Weise, die im Folgenden beschrieben wird. Ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt selbstverständlich, dass das Bild des Hauptvorgabebildes 500 im Sinne der Klarheit signifikant vereinfacht worden ist. In einem tatsächlichen Hauptvorgabebild wählt der vorgebende Arzt mehrere Merkmale in der Skelettstruktur des Patienten aus, wobei er oft Hauptvorgabebilder aus zwei verschiedenen Perspektiven erzeugt, um sicherzustellen, dass der Patient in allen drei Dimensionen richtig ausgerichtet ist.
  • Sobald das Hauptvorgabebild 500 aus den DRR-Daten erzeugt worden ist, kann ein Arzt dann im Zustand 410 die Merkmale 506 und 508 im Hauptvorgabebild auswählen und diese Merkmale verwenden, um die Koordinaten des Soll-Isozentrums 502 bezüglich der Merkmale 506, 508 zu bestimmen. Vorzugsweise wählt der behandelnde Arzt diese Merkmale unter Verwendung des Arbeitsplatz rechners 126 aus, wobei die Merkmale im Allgemeinen aus Punkten im Skelettsystem 510 des Patienten bestehen, die im anschließend erzeugten digitalen Röntgenbild des Patienten 108 sichtbar sind. Das Soll-Isozentrum 504 entspricht dem Bereich des belasteten Gewebes, wobei das Soll-Isozentrum 504 im Hauptvorgabebild 500 identifiziert werden kann.
  • Wie in 7A gezeigt ist, kann die relative Position der Merkmale zu den ausgewählten Punkten auf beiden synthetischen Fadenkreuzen 520a und 520b bestimmt werden. Die Entfernung der ausgewählten Punkte auf den Fadenkreuzen vom Soll-Isozentrum 504 kann außerdem bestimmt werden. Spezifisch können die Entfernungen zwischen jedem Merkmal und den Fadenkreuzen 520a und 520b in einer Richtung, die zu den Fadenkreuzen 520a und 520b senkrecht ist, d.h. die X- und Y-Koordinaten des Merkmals in Bezug auf das Soll-Isozentrum, zuerst bestimmt werden. Folglich kann die räumliche Beziehung zwischen den Merkmalen 506 und 508 und dem Soll-Isozentrum 502 in Form von X- und Y-Koordinaten bestimmt und definiert werden, so dass das Merkmal 506 die Koordinaten X1, Y1 besitzt, während das Merkmal 508 die Koordinaten X2, Y2 besitzt.
  • Sobald das Hauptvorgabebild 500 des Patienten 108 komplett mit der Auswahl der Merkmale und der Bestimmung der Vektorkoordinaten des Soll-Isozentrums bezüglich der Merkmale entwickelt worden ist, können dann diese Informationen dem digitalen Abbildungssystem 100 bereitgestellt und für folgende Behandlungen des Patienten 108 verwendet werden. Spezifisch kann dann im Zustand 412 der Patient auf dem Behandlungstisch 150 (2) positioniert werden, wobei das Gestell 104 in einen gewünschten Behandlungswinkel gedreht werden kann. Wie oben erörtert worden ist, wird der Patient 108 vorzugsweise innerhalb der Schale im Wesentlichen ruhiggestellt, wobei die Schale auf dem Behandlungstisch 150 in einer festen Orientierung bezüglich des Mundstücks 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 positioniert wird. Typischerweise wird der Patient in der Schale positioniert, wobei die Schale auf den Tisch 150 so positioniert wird, dass die Schale im Allgemeinen auf das Mundstück 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 ausgerichtet ist. Anschließend wird im Zustand 414 die Röntgenquelle 106 in der Strahllinie 146 in der Weise positioniert, die unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, wobei im Zustand 416 die Röntgenquelle so gestartet wird, dass die Röntgenstrahlen aus dem Mundstück 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 durch den Teil des Körpers des Patienten, der sich unmittelbar vor dem Mundstück 110 befindet, und zur Bildaufnahmevorrichtung 112 ausgehen.
  • Dies führt dazu, dass ein Bild 500' des Teils des Körpers des Patienten, der sich unmittelbar vor dem Mundstück 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 befindet, erzeugt und durch den Arbeitsplatzrechner 126 oder die Anzeige 130 (1) angezeigt wird.
  • Ein beispielhaftes aufgenommenes Röntgenbild 500' ist in 7B gezeigt. Dieses Bild besteht in erster Linie aus der Skelettstruktur 510' des Patienten 108 in dem Bereich, der sich vor dem Mundstück 110 befindet, wobei die Fadenkreuze 200a200c (5C) dem Bild überlagert sind. Es ist klar, dass die Fadenkreuze die Röntgenstrahlen unterbrechen, die zur Fluoreszenzschirmbaugruppe 192 (die 5A und 5B) gelenkt werden, was dazu führt, dass weniger Photonen im Bereich der Fadenkreuze erzeugt werden. Vorzugsweise sind die Fadenkreuze 200a200c so positioniert, dass sie das direkte geographische Zentrum des Strahlweges 146 schneiden. Ferner kann es tatsächlich einen zweiten Satz von Fadenkreuzen geben, der in der Strahllinie positioniert ist, die sich angrenzend zum Mundstück 110 des Strahlbeaufschlagungssystems 102 befindet, so dass die zwei Sätze der Fadenkreuze für die Verifikation der Ausrichtung verwendet werden können. Eine schlechte Ausrichtung zwischen den zwei Sätzen der Fadenkreuze zeigt z.B. an, dass das Bildaufnahmesystem 102 nicht länger um den Strahlweg 146 zentriert ist, was die Bedienungsperson des Gestellsystems 102 informiert, die notwendigen Korrekturschritte zu unternehmen.
  • Sobald das Röntgenbild 500' des Patienten 108 im Strahlweg 146 durch das Bildaufnahmesystem 112 aufgenommen worden ist, wird das Bild 500' dem Arbeitsplatzrechner 126 für die Anzeige der digitalen Abbildung im Behandlungsraum (1) zugeführt, wobei es dann auf dem Bildanzeigemonitor 130 im Behandlungsraum angezeigt wird. Ferner wird im Zustand 420 das Hauptvorgabebild 500 außerdem gleichzeitig auf den Monitor 132 angezeigt. Dies erlaubt dem behandelnden Arzt, gleichzeitig das Hauptvorgabebild 500 nach 7A und das Röntgenbild 500' nach 7B zu betrachten. Anschließend kann dann der behandelnde Arzt im Zustand 422 die Merkmale 506' und 508' im Röntgenbild 500' auswählen, die den Merkmalen 506 und 508 im Hauptvorgabebild 500 entsprechen. Vorzugsweise wählt der behandelnde Arzt diese Bilder unter Verwendung einer Maus und durch das Klicken auf die im Röntgenbild gezeigten Merkmale aus.
  • Sobald die Merkmale 506', 508' im Röntgenbild 500', die den im Hauptvorgabebild 500 ausgewählten Merkmalen 506 und 508 entsprechen, ausgewählt worden sind, bestimmt dann im Zustand 424 der Arbeitsplatzrechner 126 die Koordinaten der Merkmale 506' und 508' (X1', Y1') bzw. (X2', Y2') im Röntgenbild in Bezug auf das Strahlzentrum 512. Wie oben erklärt worden ist, wird das Zentrum 512 des Strahlwegs durch den Schnittpunkt der Fadenkreuze 200a200c angezeigt. Das dritte Fadenkreuz 200c kann außerdem in einer ähnlichen Weise verwendet werden. Durch das Vergleichen der in Bezug auf das Hauptvorgabebild bestimmten Koordinatenwerte (X1, Y1) und (X2, Y2) und der Koordinatenwerte (X1', Y1') und (X2', Y2') kann dann der Versatz zwischen dem Soll-Isozentrum 504 und dem Zentrum 512 der Strahllinie bestimmt werden.
  • Folglich bestimmt dann im Entscheidungszustand 430 der Computer im Anzeige-Arbeitplatzrechner 126, ob das Strahlzentrum 512 auf das Isozentrum 504 ausgerichtet ist. In dem Fall, in dem das Strahlzentrum 512 auf das Isozentrum 504 ausgerichtet ist, tritt dann das digitale Abbildungssystem 100 in einen Zustand 432 ein, in dem die Behandlungssequenz eingeleitet werden kann und der Patient 108 den Behandlungsstrahl empfangen kann. Typischerweise macht es die Behandlungssequenz erforderlich, dass die Röntgenquelle 106 aus dem Strahlweg entfernt wird, wobei der Protonenstrahl von der Strahlquelle angefordert und der Strahl den Patienten bereitgestellt wird, nachdem eine geeignete Eichung und Verifikation ausgeführt worden sind.
  • In dem Fall, in dem das Strahlzentrum 512 im Röntgenbild 500' nicht auf das Isozentrum 504 im Hauptvorgabebild 500 ausgerichtet ist, bestimmt das Abbildungssystem 100 dann im Zustand 434 die Richtung, in der der Patient 108 bewegt werden muss, so dass das Isozentrum 504 und das Zentrum 512 des Strahlweges ausgerichtet sind. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Näherung der kleinsten Quadrate zwischen den Koordinaten des Isozentrums 504 von den Merkmalen 506 und 508 und den Koordinaten des Mittelpunkts 512 des Röntgenbildes von den Merkmalen 506' und 508' verwendet, um die Richtung und die Größe der Bewegung des Patienten zu bestimmen. Dann bewegt das System 100 im Zustand 436 den Patienten 108 in der Richtung des Versatzes. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Tisch 150 automatisiert, so dass er in Reaktion auf die durch den behandelnden Arzt bereitgestellten Befehle beweglich ist. Folglich muss der behandelnde Arzt einfach die im Zustand 434 bestimmten Bewegungswerte eingeben, wobei der Tisch 150 den Patienten 108, der in der Schale 149 fest positioniert ist, in die neue Position bewegt. Anschließend wird im Zustand 416 die Röntgenquelle erneut gestartet, wobei der Prozess, der die Schritte der Zustände 416 bis 430 umfasst, wiederholt wird, bis das Isozentrum 504 und das Zentrum 512 des Strahlweges innerhalb eines annehmbaren Maßes des Fehlers übereinstimmen.
  • Während in der bevorzugten Ausführungsform die Ausrichtung ausgeführt wird, indem die durch den behandelnden Arzt ausgewählten Merkmale verglichen werden, können außerdem andere Techniken verwendet werden, um für den Zweck der Ausrichtung das Hauptvorgabebild mit dem Röntgenbild zu vergleichen. Spezifisch kann außerdem Formerkennungs-Software verwendet werden, die die Merkmale im Röntgenbild identifiziert, so dass diese Merkmale durch den behandelnden Arzt nicht spezifisch hervorgehoben werden müssen. Ferner kann Kurvenerkennungs-Software verwendet werden, bei der das Soll-Isozentrum in Bezug auf eine Knochenstruktur oder ein Merkmal, das einen spezifischen Krümmungsumriss besitzt, definiert werden kann. Anschließend kann dann die gleiche Krümmungsstruktur durch den Computer im Röntgenbild identifiziert werden, wobei die Position des Zentrums der Strahllinie in Bezug auf dieselbe Knochenstruktur, die den spezifischen Krümmungsumriss besitzt, bestimmt werden kann. Diese Informationen können dann verwendet werden, um den Versatz zwischen dem Zentrum des Strahls und dem Soll-Isozentrum für die anschließende Einstellung der Position des Patienten zu bestimmen. Folglich wird ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennen, dass die zum Bestimmen der Versätze zwischen dem Zentrum des Strahls und dem Soll-Isozentrum verwendeten Merkmale nicht durch den vorgebenden Arzt bezeichnet werden müssen, sondern durch Computersoftware identifiziert werden können, wobei die Merkmale nicht notwendigerweise spezielle Punkte in der Skelettstruktur umfassen müssen, sondern sie aus der ganzen Knochenstruktur, wie z.B. sich wölbenden Knochen und dergleichen, bestehen können.
  • Folglich sorgt das digitale Abbildungssystem der bevorzugten Ausführungsform für eine effizientere Ausrichtung des Patienten auf den Strahlauslass. Spezifisch muss der behandelnde Arzt einfach den Patienten in der Schale vor dem Auslass positionieren und die relative Position zwischen dem Strahlweg und dem Soll-Isozentrum bezüglich ausgewählter Merkmale im Körper des Patienten iterativ bestimmen. Dies beseitigt den Bedarf am Erzeugen photographischer Röntgenbilder des Teils des Körpers des Patienten vor dem Auslass und erlaubt außerdem die automatische Berechnung des Versatzes zwischen dem Zentrum des Strahlweges und dem Soll-Isozentrum. Folglich ist die Ausrichtung des Patienten vereinfacht und effizienter, was eine größere Verwendung der Behandlungseinrichtung erlaubt.
  • Obwohl die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die fundamentalen neuartigen Merkmale der Erfindung gezeigt, beschrieben und betont hat, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen sowohl in der Form der Einzelheiten der Vorrichtung, wie sie veranschaulicht ist, als auch in ihren Verwendungen durch die Fachleute auf dem Gebiet ausgeführt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Folglich sollte der Umfang der Erfindung nicht auf die vorhergehende Erörterung eingeschränkt werden, sondern er sollte durch die beigefügten Ansprüche definiert werden.

Claims (21)

  1. Protonenstrahl-Therapiesystem, das umfasst: ein Strahlbeaufschlagungssystem (102), das einen Auslass (110) besitzt, der an einem Gestell (104) angebracht ist, so dass ein Patient (108) unter mehreren Winkeln mit einem Protonenstrahl beaufschlagt werden kann; Mittel, um ein Hauptvorgabebild eines Bereichs des Patienten, der behandelt werden soll, zu empfangen; und ein Abbildungssystem mit: einer Abbildungsstrahlquelle (106), die an dem Strahlbeaufschlagungssystem (102) angebracht ist, wobei die Abbildungsstrahlquelle (106) zwischen einer ersten Position, in der die Abbildungsstrahlquelle einen Abbildungsstrahl längs eines Behandlungsstrahlwegs (146) zu einer ersten Seite des Patienten (108) projizieren kann, und einer zweiten Position, in der die Abbildungsstrahlquelle (106) aus dem Strahlweg entfernt ist, um dadurch dem Protonenstrahl zu ermöglichen, sich längs des Behandlungswegs zu bewegen, beweglich ist; einem Abbildungsstrahlempfänger (114, 192), der an dem Gestell befestigt ist, so dass der Abbildungsstrahlempfänger um den Strahlweg (146) über mehrere Orientierungswinkel des Gestells zentriert und so positioniert ist, dass er den Abbildungsstrahl empfängt, nachdem sich dieser durch einen in dem Strahlweg positionierten Bereich des Patienten bewegt hat; einer Bildaufnahmevorrichtung (112), die so betreibbar ist, dass sie ein Signal von dem Abbildungsstrahlempfänger (114, 192) empfängt, und so betreibbar ist, dass sie ein Patientenorientierungsbild (500') des Bereichs des Patientenkörpers, der in dem Strahlweg positioniert ist, erzeugt; und einer Steuereinheit (126), die so betreibbar ist, dass sie sowohl das Hauptvorgabebild (500) als auch das Patientenorientierungsbild (500') empfängt, wobei die Steuereinheit (126) so konfiguriert ist, dass auf dem Hauptvorgabebild (500) ein oder mehrere Merkmale bezeichnet werden können, um so die relative Position eines Isozentrums, das in dem Patientenkörper behandelt werden soll, in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale, die in dem Hauptvorgabebild bezeichnet sind, zu definieren, und wobei die Steuereinheit (126) außerdem so konfiguriert ist, dass das eine oder die mehreren Merkmale auf dem Patientenorientierungsbild bezeichnet werden können, wobei das eine oder die mehreren Merkmale, die sowohl in dem Hauptvorgabebild (500) als auch in dem Patientenorientierungsbild (500) bezeichnet sind, dem selben Punkt der Anatomie des Patienten entsprechen, wobei die Steuereinheit den relativen Ort des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale, die in dem Patientenorientierungsbild bezeichnet sind, bestimmen kann und wobei die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung der relativen Position des Soll-Isozentrums und des Strahlwegzentrums in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale die relative Bewegung zwischen dem Patienten (108) und dem Gestell (104) bestimmen kann, die erforderlich ist, damit die Position des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Patientenorientierungsbild der Position des Soll-Isozentrums (504) in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Hauptvorgabebild entspricht.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem die Abbildungsstrahlquelle (106) eine Röntgenstrahlquelle umfasst, die so angebracht ist, dass sie ein einer Richtung beweglich ist, die zu der Richtung des Protonenstrahlwegs transversal verläuft.
  3. System nach Anspruch 2, bei dem der Abbildungsstrahlempfänger einen Fluoreszenzschirm (114) umfasst, der in dem Strahlweg (146) positioniert ist, wobei der Fluoreszenzschirm in Reaktion auf Röntgenstrahlen, die auf den Fluoreszenzschirm auftreffen, Photonen erzeugt.
  4. System nach Anspruch 3, bei dem die Bildaufnahmevorrichtung (112) eine CCD-Kamera (116) umfasst, die die Photonen empfängt, die von dem Fluoreszenzschirm (114) erzeugt werden, und daraus das Patientenorientierungsbild erzeugt.
  5. System nach Anspruch 4, bei dem die CCD-Kamera (116) wassergekühlt ist, um so übermäßiges Rauschen aus dem Patientenorientierungsbild zu entfernen.
  6. System nach Anspruch 5, bei dem der Empfänger (114) und die CCD-Kamera (116) in einem Gehäuse (160) positioniert sind, wobei der Empfänger in einer Öffnung des Gehäuses positioniert ist, die um den Strahlweg zentriert ist, und wobei das Gehäuse einen Weg für die Photonen definiert, die durch den Empfänger erzeugt werden, der die Photonen auf die CCD-Kamera lenkt.
  7. System nach Anspruch 6, bei dem das Gehäuse (160) zwei Spiegel (206, 212) umfasst, damit sich die von dem Fluoreszenzschirm (114, 192) ausgehenden Photonen in einer ersten Richtung zu einem der Spiegel bewegen, in einer zweiten Richtung zu einem zweiten Spiegel reflektiert werden und dann in einer dritten Richtung, die zu der ersten Richtung im Allgemeinen parallel ist, zu der CCD-Kamera (116) reflektiert werden.
  8. System nach Anspruch 7, bei dem das Gehäuse (160) mehrere Ablenkplatten (204) aufweist, um wenigstens einen Teil irgendwelcher Photonen, die sich in einer Richtung bewegen, die eine Komponente quer zu den Richtungen des Wegs hat, daran zu hindern, die CCD-Kamera (116) zu erreichen.
  9. System nach Anspruch 8, bei dem die Röntgenstrahlquelle (106) eine Röntgenröhre mit Diagnosequalität hat, die im Energiebereich von 30 kV bis 150 kV arbeitet, wobei der Fluoreszenzschirm (192) ein Quadrat aus Gadolinium-Schwefeldioxid enthält und wobei die CCD-Kamera (116) einen verdünnten CCD-Sensor aufweist, der 512 mal 512 Pixel besitzt, wobei die CCD-Kamera eine F.95-Linse mit einer Brennweite von 50 mm aufweist.
  10. System nach Anspruch 4, bei dem die CCD-Kamera (116) die Photonen direkt von dem Fluoreszenzschirm (192) in dem Weg empfängt, so dass das Patientenorientierungsbild im Wesentlichen unverzerrt durch Verstärkung ist.
  11. System nach Anspruch 3, das ferner ein Paar Fadenkreuze (200) umfasst, die an dem Empfänger so befestigt sind, dass sie in dem Strahlweg (146) zentriert sind, wobei die Fadenkreuze (200) die Röntgenstrahlen von der Röntgenstrahlquelle unterbrechen, so dass weniger Photonen durch den Fluoreszenzschirm in dem Bereich der Fadenkreuze erzeugt werden, was zur Folge hat, dass in dem Patientenorientierungsbild (500') ein Bild der Fadenkreuze erscheint.
  12. System nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen ersten Monitor (132), der Signale von der Steuereinheit (126) empfängt und das Hauptvorgabebild (500) anzeigt; und einen zweiten Monitor (130), der Signale von der Steuereinheit (126) empfängt und das Patientenorientierungsbild (500') anzeigt, wobei ein behandelnder Arzt die Steuereinrichtung handhaben kann, um das eine oder die mehreren Merkmale in dem Patientenorientierungsbild zu bezeichnen.
  13. System nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinheit (126) so betreibbar ist, dass die relative Position des Soll-Isozentrums (504) und die relative Position des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale (506', 508') verwendet werden, um eine Näherung der kleinsten Quadrate auszuführen, um die Richtung und die Größe der Bewegung des Patienten (108) in Bezug auf den Strahlweg zu bestimmen, so dass das Soll-Isozentrum (504) im Zentrum des Strahlwegs positioniert ist.
  14. Verfahren zum Ausrichten eines Patienten in dem Protonenstrahl-Therapiesystem nach einem vorhergehenden Anspruch in der Weise, dass das Zentrum des Strahlwegs auf das Soll-Isozentrum (504) zentriert ist, das im Körper des Patienten (108) positioniert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erhalten eines Hauptvorgabebildes (500) des Patienten (108) für eine gewünschte Orientierung des Strahls, wobei das Hauptvorgabebild (500) in einem Computersystem gespeichert wird; Positionieren des Patienten (108) auf einem Behandlungstisch (150), so dass der Bereich des Patientenkörpers, der das Soll-Isozentrum (504) enthält, vor dem Auslass (110) des Strahlbeaufschlagungssystems positioniert ist; Senden eines Abbildungsstrahls längs des Behandlungsstrahlwegs (146), so dass der Abbildungsstrahl in den Bereich des Patientenkörpers, der vor dem Auslass (110) positioniert ist, gesendet wird; Empfangen des Abbildungsstrahls, nachdem er in den Bereich des Patientenkörpers gesendet worden ist, und Aufnehmen eines Patientenorientierungsbilds (500') des Bereichs des Patientenkörpers, der in dem Strahlweg (146) positioniert ist, das für das Computersystem (126) bereitgestellt wird; Bezeichnen eines oder mehrerer Merkmale (506', 508') unter Verwendung des Computersystems (126) in dem Hauptvorgabebild (500); Bezeichnen des einen oder der mehreren Merkmale unter Verwendung des Computersystems in dem Patientenorientierungsbild (500'), wobei das eine oder die mehreren Merkmale, die sowohl in dem Hauptvorgabebild (500) als auch in dem Patientenorientierungsbild (500') bezeichnet sind, demselben Punkt der Anatomie des Patienten entsprechen; Bestimmen der relativen Position des Zentrums des Behandlungsstrahls in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale (506', 508'), die in dem Patientenorientierungsbild (500') bezeichnet sind; Bestimmen des Versatzes zwischen dem Soll-Isozentrum (504) in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Hauptvorgabebild (500) und dem Zentrum des Strahls in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Patientenorientierungsbild (500') unter Verwendung des Computersystems (126); und Bestimmen der Strecke und der Richtung, um die bzw. in der der Patient bewegt werden muss, damit die Position des Zentrums des Strahlwegs in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Patientenorientierungsbild mit der Position des Soll-Isozentrums (504) in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale in dem Patientenvorgabebild zusammenfällt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Sendens eines Abbildungsstrahls längs des Behandlungsstrahlwegs die folgenden Schritte umfasst: Positionieren einer Röntgenstrahlquelle (106) in dem Behandlungsstrahlweg (146); und Veranlassen der Röntgenstrahlquelle (106), Röntgenstrahlen längs des Behandlungsstrahlwegs (146) auszusenden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt des Empfangens des Abbildungsstrahls das Empfangen von Röntgenstrahlen umfasst, nachdem sich die Röntgenstrahlen längs des Behandlungsstrahlwegs (146) durch den Patienten (108') bewegt haben.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Empfangens des Abbildungsstrahls und des Aufnehmens eines Patientenorientierungsbildes (500') die folgenden Schritte umfasst: Positionieren eines Fluoreszenzschirms (114, 192) in dem Strahlweg (146), so dass in Reaktion auf die Röntgenstrahlen des Röntgenstrahlbündels, das auf den Fluoreszenzschirm auftrifft, Photonen erzeugt werden; Lenken der Photonen längs eines kompakten Weges zu der CCD-Kamera (116).
  18. Verfahren nach Anspruch 17, das ferner den Schritt des Positionierens eines Paars Fadenkreuze (200) umfasst, so dass sie um das Zentrum des Behandlungsstrahlwegs (146) zentriert sind, damit ein resultierendes Bild der Fadenkreuze in dem Patientenorientierungsbild (500') an einem Punkt erscheint, der das Zentrum des Behandlungsstrahlwegs repräsentiert.
  19. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Schritte des Auswählens des einen oder der mehreren Merkmale die folgenden Schritte umfassen: Anzeigen eines digitalen Bildes des Hauptvorgabebildes (500) auf einer Anzeige (132); Manipulieren einer Anwendereingabevorrichtung an einem Merkmal (506', 508') an der Skelettstruktur des Patienten (108), die auf der Anzeige angezeigt wird; und Manipulieren der Anwendereingabevorrichtung, um das Merkmal auszuwählen; Anzeigen eines digitalen Bildes des Patientenorientierungsbildes (500') auf einer Anzeige (130); Manipulieren einer Anwendereingabevorrichtung auf dem Merkmal auf der Skelettstruktur des Patienten (108), die auf der Anzeige angezeigt wird; und Manipulieren der Anwendereingabevorrichtung, um das Merkmal auszuwählen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, das ferner den folgenden Schritt umfasst: Berechnen des relativen Ortes zwischen dem ausgewählten Merkmal (506', 508') in dem Hauptvorgabebild (500) und dem Soll-Isozentrum (504) in dem Hauptvorgabebild (500); und Berechnen des relativen Ortes zwischen dem ausgewählten Merkmal in dem Patientenorientierungsbild (500') und dem Zentrum des Strahlwegs.
  21. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Bestimmens der Strecke und der Richtung, um die bzw. in der der Patient (108) bewegt werden muss, das Ausführen einer Näherung der kleinsten Quadrate zwischen dem relativen Ort des Soll-Isozentrums (504) in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale (506', 508') in dem Hauptvorgabebild (500) und dem relativen Ort des Zentrums des Strahlwegs (146) in Bezug auf das eine oder die mehreren Merkmale (506', 508') in dem Patientenorientierungsbild umfasst.
DE69737264T 1996-10-28 1997-10-27 Digitales bildaufnahmesystem mittels bestrahlenden protonen Expired - Lifetime DE69737264T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/739,512 US5825845A (en) 1996-10-28 1996-10-28 Proton beam digital imaging system
PCT/US1997/019236 WO1998018523A1 (en) 1996-10-28 1997-10-27 Proton beam digital imaging system
US739512 2000-12-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69737264D1 DE69737264D1 (de) 2007-03-08
DE69737264T2 true DE69737264T2 (de) 2007-11-08

Family

ID=24972640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69737264T Expired - Lifetime DE69737264T2 (de) 1996-10-28 1997-10-27 Digitales bildaufnahmesystem mittels bestrahlenden protonen

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5825845A (de)
EP (1) EP0946228B1 (de)
JP (1) JP2000510023A (de)
KR (1) KR100528101B1 (de)
CN (1) CN100479887C (de)
AU (1) AU721460B2 (de)
CA (1) CA2269597C (de)
DE (1) DE69737264T2 (de)
ES (1) ES2281097T3 (de)
HK (1) HK1024194A1 (de)
WO (1) WO1998018523A1 (de)

Families Citing this family (169)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000070251A (ja) * 1998-08-31 2000-03-07 Shimadzu Corp X線映像装置
DE10100958C2 (de) * 2000-09-15 2003-05-15 Deutsches Krebsforsch Vorrichtung zur Verifikation einer therapeutischen Bestrahlung
US7398309B2 (en) 2000-12-08 2008-07-08 Loma Linda University Medical Center Proton beam therapy control system
US6807250B2 (en) * 2001-04-30 2004-10-19 Eastman Kodak Company Collimation device and method for acquiring a radiation image of a long body part using direct digital X-ray detectors
US20020193685A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Calypso Medical, Inc. Guided Radiation Therapy System
AU2002302415A1 (en) * 2002-03-12 2003-09-22 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Offentlichen Rechts Device for performing and verifying a therapeutic treatment and corresponding computer program and control method
US20040126104A1 (en) * 2002-09-20 2004-07-01 Clark Tina M. Kiosk having a light source
US20040169771A1 (en) * 2003-01-02 2004-09-02 Washington Richard G Thermally cooled imaging apparatus
JP3748433B2 (ja) * 2003-03-05 2006-02-22 株式会社日立製作所 ベッド位置決め装置及びその位置決め方法
US7185206B2 (en) * 2003-05-01 2007-02-27 Goldstein Neil M Methods for transmitting digitized images
EP1479411B2 (de) 2003-05-21 2012-01-18 Varian Medical Systems Particle Therapy GmbH Vorrichtung zur überwachten Tumorbestrahlung
CN1894577B (zh) 2003-08-12 2012-12-12 洛马林达大学医学中心 用于放射治疗***的患者定位***
KR101164150B1 (ko) 2003-08-12 2012-07-13 로마 린다 유니버시티 메디칼 센터 방사선 테라피 시스템을 위한 환자 배치 시스템
US20050059887A1 (en) * 2003-09-16 2005-03-17 Hassan Mostafavi Localization of a target using in vivo markers
EP3557956A1 (de) 2004-07-21 2019-10-23 Mevion Medical Systems, Inc. Programmierbarer funkfrequenzwellenformgenerator für ein synchrozyklotron
EP1709994A1 (de) * 2005-04-04 2006-10-11 Ion Beam Applications S.A. Abbildungsvorrichtung und -verfahren zur Patientenpositionierung
US7193227B2 (en) 2005-01-24 2007-03-20 Hitachi, Ltd. Ion beam therapy system and its couch positioning method
JP5094707B2 (ja) * 2005-03-09 2012-12-12 パウル・シェラー・インスティトゥート 陽子線治療を施すと同時に広視野のビームズアイビュー(bev)によるx線画像を撮影するシステム
JP2006247268A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Hitachi Ltd 患者位置決めシステム及び患者位置決め方法
JP4386288B2 (ja) 2005-08-31 2009-12-16 株式会社日立製作所 放射線治療装置の位置決めシステム及び位置決め方法
JP5368103B2 (ja) 2005-11-18 2013-12-18 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 荷電粒子放射線治療
US20070140426A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Steve Axelrod Treatment of lesions or imperfections in mammalian skin or near-skin tissues or in or near other anatomic surfaces
DE102006000837A1 (de) * 2006-01-05 2007-03-29 Siemens Ag Strahlentherapieeinrichtung
US7656258B1 (en) 2006-01-19 2010-02-02 Massachusetts Institute Of Technology Magnet structure for particle acceleration
EP1977632A2 (de) * 2006-01-19 2008-10-08 Massachusetts Institute Of Technology Hochfeld-superleitendes synchronzyklotron
CN103285527B (zh) 2006-11-21 2016-06-22 洛马林达大学医学中心 用于固定乳腺放疗患者的装置和方法
DE102007011399A1 (de) * 2007-03-08 2008-09-11 Siemens Ag Partikeltherapie-Anlage
JP4941974B2 (ja) * 2007-03-20 2012-05-30 株式会社日立製作所 放射線治療用ベッド位置決めシステム、治療計画装置及びベッド位置決め装置
JP2010527683A (ja) * 2007-05-24 2010-08-19 ピー−キュアー リミテッド 照射治療装置と方法
US7847275B2 (en) 2007-05-24 2010-12-07 Pcure Ltd. Method and apparatus for teletherapy positioning and validation
CA2695985C (en) 2007-07-30 2016-06-28 Loma Linda University Medical Center Systems and methods for particle radiation enhanced delivery of therapy
US8003964B2 (en) 2007-10-11 2011-08-23 Still River Systems Incorporated Applying a particle beam to a patient
US8581523B2 (en) 2007-11-30 2013-11-12 Mevion Medical Systems, Inc. Interrupted particle source
US8933650B2 (en) 2007-11-30 2015-01-13 Mevion Medical Systems, Inc. Matching a resonant frequency of a resonant cavity to a frequency of an input voltage
US8193508B2 (en) 2007-12-05 2012-06-05 Navotek Medical Ltd. Detecting photons in the presence of a pulsed radiation beam
WO2009105703A1 (en) 2008-02-22 2009-08-27 Loma Linda University Medical Center Systems and methods for characterizing spatial distortion in 3d imaging systems
US8178859B2 (en) 2008-05-22 2012-05-15 Vladimir Balakin Proton beam positioning verification method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8129699B2 (en) 2008-05-22 2012-03-06 Vladimir Balakin Multi-field charged particle cancer therapy method and apparatus coordinated with patient respiration
US8368038B2 (en) 2008-05-22 2013-02-05 Vladimir Balakin Method and apparatus for intensity control of a charged particle beam extracted from a synchrotron
US8637833B2 (en) 2008-05-22 2014-01-28 Vladimir Balakin Synchrotron power supply apparatus and method of use thereof
US8378321B2 (en) 2008-05-22 2013-02-19 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy and patient positioning method and apparatus
US9855444B2 (en) 2008-05-22 2018-01-02 Scott Penfold X-ray detector for proton transit detection apparatus and method of use thereof
US9579525B2 (en) 2008-05-22 2017-02-28 Vladimir Balakin Multi-axis charged particle cancer therapy method and apparatus
US8188688B2 (en) 2008-05-22 2012-05-29 Vladimir Balakin Magnetic field control method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8045679B2 (en) 2008-05-22 2011-10-25 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy X-ray method and apparatus
US8896239B2 (en) 2008-05-22 2014-11-25 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle beam injection method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8144832B2 (en) 2008-05-22 2012-03-27 Vladimir Balakin X-ray tomography method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8519365B2 (en) 2008-05-22 2013-08-27 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy imaging method and apparatus
US8288742B2 (en) 2008-05-22 2012-10-16 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy patient positioning method and apparatus
US9737733B2 (en) 2008-05-22 2017-08-22 W. Davis Lee Charged particle state determination apparatus and method of use thereof
US8598543B2 (en) 2008-05-22 2013-12-03 Vladimir Balakin Multi-axis/multi-field charged particle cancer therapy method and apparatus
US10548551B2 (en) 2008-05-22 2020-02-04 W. Davis Lee Depth resolved scintillation detector array imaging apparatus and method of use thereof
US8399866B2 (en) 2008-05-22 2013-03-19 Vladimir Balakin Charged particle extraction apparatus and method of use thereof
US8373146B2 (en) 2008-05-22 2013-02-12 Vladimir Balakin RF accelerator method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9682254B2 (en) 2008-05-22 2017-06-20 Vladimir Balakin Cancer surface searing apparatus and method of use thereof
US8710462B2 (en) 2008-05-22 2014-04-29 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy beam path control method and apparatus
US8089054B2 (en) 2008-05-22 2012-01-03 Vladimir Balakin Charged particle beam acceleration and extraction method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8374314B2 (en) 2008-05-22 2013-02-12 Vladimir Balakin Synchronized X-ray / breathing method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9177751B2 (en) 2008-05-22 2015-11-03 Vladimir Balakin Carbon ion beam injector apparatus and method of use thereof
US10684380B2 (en) 2008-05-22 2020-06-16 W. Davis Lee Multiple scintillation detector array imaging apparatus and method of use thereof
US8569717B2 (en) 2008-05-22 2013-10-29 Vladimir Balakin Intensity modulated three-dimensional radiation scanning method and apparatus
US8373143B2 (en) 2008-05-22 2013-02-12 Vladimir Balakin Patient immobilization and repositioning method and apparatus used in conjunction with charged particle cancer therapy
US8129694B2 (en) 2008-05-22 2012-03-06 Vladimir Balakin Negative ion beam source vacuum method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9737272B2 (en) 2008-05-22 2017-08-22 W. Davis Lee Charged particle cancer therapy beam state determination apparatus and method of use thereof
WO2009142547A2 (en) 2008-05-22 2009-11-26 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle beam acceleration method and apparatus as part of a charged particle cancer therapy system
US8901509B2 (en) 2008-05-22 2014-12-02 Vladimir Yegorovich Balakin Multi-axis charged particle cancer therapy method and apparatus
US8309941B2 (en) 2008-05-22 2012-11-13 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy and patient breath monitoring method and apparatus
US7953205B2 (en) 2008-05-22 2011-05-31 Vladimir Balakin Synchronized X-ray / breathing method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US7940894B2 (en) 2008-05-22 2011-05-10 Vladimir Balakin Elongated lifetime X-ray method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9910166B2 (en) 2008-05-22 2018-03-06 Stephen L. Spotts Redundant charged particle state determination apparatus and method of use thereof
US8093564B2 (en) 2008-05-22 2012-01-10 Vladimir Balakin Ion beam focusing lens method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US10070831B2 (en) 2008-05-22 2018-09-11 James P. Bennett Integrated cancer therapy—imaging apparatus and method of use thereof
US8975600B2 (en) 2008-05-22 2015-03-10 Vladimir Balakin Treatment delivery control system and method of operation thereof
US9044600B2 (en) 2008-05-22 2015-06-02 Vladimir Balakin Proton tomography apparatus and method of operation therefor
US7939809B2 (en) 2008-05-22 2011-05-10 Vladimir Balakin Charged particle beam extraction method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9737734B2 (en) 2008-05-22 2017-08-22 Susan L. Michaud Charged particle translation slide control apparatus and method of use thereof
US9744380B2 (en) 2008-05-22 2017-08-29 Susan L. Michaud Patient specific beam control assembly of a cancer therapy apparatus and method of use thereof
US9168392B1 (en) 2008-05-22 2015-10-27 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy system X-ray apparatus and method of use thereof
JP5497750B2 (ja) 2008-05-22 2014-05-21 エゴロヴィチ バラキン、ウラジミール 荷電粒子癌治療システムと併用されるx線方法及び装置
EP2283705B1 (de) 2008-05-22 2017-12-13 Vladimir Yegorovich Balakin Vorrichtung zur extraktion eines strahls geladener teilchen zur verwendung in verbindung mit einem krebstherapiesystem mit geladenen teilchen
US8718231B2 (en) 2008-05-22 2014-05-06 Vladimir Balakin X-ray tomography method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
EP2283709B1 (de) 2008-05-22 2018-07-11 Vladimir Yegorovich Balakin Patientenpositionierungsvorrichtung für die krebstherapie mit geladenen teilchen
CN102172106B (zh) 2008-05-22 2015-09-02 弗拉迪米尔·叶戈罗维奇·巴拉金 带电粒子癌症疗法束路径控制方法和装置
US9616252B2 (en) 2008-05-22 2017-04-11 Vladimir Balakin Multi-field cancer therapy apparatus and method of use thereof
US9155911B1 (en) 2008-05-22 2015-10-13 Vladimir Balakin Ion source method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US7943913B2 (en) 2008-05-22 2011-05-17 Vladimir Balakin Negative ion source method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9974978B2 (en) 2008-05-22 2018-05-22 W. Davis Lee Scintillation array apparatus and method of use thereof
US9937362B2 (en) 2008-05-22 2018-04-10 W. Davis Lee Dynamic energy control of a charged particle imaging/treatment apparatus and method of use thereof
US8198607B2 (en) 2008-05-22 2012-06-12 Vladimir Balakin Tandem accelerator method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US10092776B2 (en) 2008-05-22 2018-10-09 Susan L. Michaud Integrated translation/rotation charged particle imaging/treatment apparatus and method of use thereof
US10143854B2 (en) 2008-05-22 2018-12-04 Susan L. Michaud Dual rotation charged particle imaging / treatment apparatus and method of use thereof
US9498649B2 (en) 2008-05-22 2016-11-22 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy patient constraint apparatus and method of use thereof
US8642978B2 (en) 2008-05-22 2014-02-04 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy dose distribution method and apparatus
US9981147B2 (en) 2008-05-22 2018-05-29 W. Davis Lee Ion beam extraction apparatus and method of use thereof
US10029122B2 (en) 2008-05-22 2018-07-24 Susan L. Michaud Charged particle—patient motion control system apparatus and method of use thereof
US9095040B2 (en) 2008-05-22 2015-07-28 Vladimir Balakin Charged particle beam acceleration and extraction method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US9782140B2 (en) 2008-05-22 2017-10-10 Susan L. Michaud Hybrid charged particle / X-ray-imaging / treatment apparatus and method of use thereof
US8969834B2 (en) 2008-05-22 2015-03-03 Vladimir Balakin Charged particle therapy patient constraint apparatus and method of use thereof
US9056199B2 (en) 2008-05-22 2015-06-16 Vladimir Balakin Charged particle treatment, rapid patient positioning apparatus and method of use thereof
US8907309B2 (en) 2009-04-17 2014-12-09 Stephen L. Spotts Treatment delivery control system and method of operation thereof
EP2283710B1 (de) 2008-05-22 2018-07-11 Vladimir Yegorovich Balakin Vorrichtung für die krebstherapie mit geladenen teilchen mit mehreren feldern
US8373145B2 (en) 2008-05-22 2013-02-12 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy system magnet control method and apparatus
US8624528B2 (en) 2008-05-22 2014-01-07 Vladimir Balakin Method and apparatus coordinating synchrotron acceleration periods with patient respiration periods
US8436327B2 (en) 2008-05-22 2013-05-07 Vladimir Balakin Multi-field charged particle cancer therapy method and apparatus
US8378311B2 (en) 2008-05-22 2013-02-19 Vladimir Balakin Synchrotron power cycling apparatus and method of use thereof
US8625739B2 (en) * 2008-07-14 2014-01-07 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy x-ray method and apparatus
US8627822B2 (en) 2008-07-14 2014-01-14 Vladimir Balakin Semi-vertical positioning method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8229072B2 (en) 2008-07-14 2012-07-24 Vladimir Balakin Elongated lifetime X-ray method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
US8208601B2 (en) * 2008-08-13 2012-06-26 Oncology Tech Llc Integrated shaping and sculpting unit for use with intensity modulated radiation therapy (IMRT) treatment
JP2010094154A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Toshiba Corp 照合装置および放射線治療システム
US8632448B1 (en) 2009-02-05 2014-01-21 Loma Linda University Medical Center Proton scattering analysis system
AU2009341615B2 (en) 2009-03-04 2013-03-28 Zakrytoe Aktsionernoe Obshchestvo Protom Multi-field charged particle cancer therapy method and apparatus
EP2243515B1 (de) 2009-04-22 2011-06-08 Ion Beam Applications Teilchenstrahl-Therapiesystem mit Röntgenstrahlbildgebungsvorrichtung
JP5023122B2 (ja) * 2009-09-02 2012-09-12 株式会社東芝 粒子線ビーム照射装置
KR101127680B1 (ko) * 2009-09-08 2012-03-23 중앙대학교 산학협력단 도넛형 코일을 이용한 하전입자 빔 단층촬영 장치 및 방법
WO2011041750A1 (en) 2009-10-01 2011-04-07 Loma Linda University Medical Centre Ion induced impact ionization detector and uses thereof
US20110127443A1 (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Sean Comer Integrated beam modifying assembly for use with a proton beam therapy machine
EP2534471A4 (de) 2010-02-12 2015-03-18 Univ Loma Linda Med Systeme und methodologien für protonen-computertomografie
CN102068763B (zh) * 2010-03-23 2013-03-27 北京大基康明医疗设备有限公司 放射处理的验证方法和放射处理装置
US10376717B2 (en) 2010-04-16 2019-08-13 James P. Bennett Intervening object compensating automated radiation treatment plan development apparatus and method of use thereof
US10518109B2 (en) 2010-04-16 2019-12-31 Jillian Reno Transformable charged particle beam path cancer therapy apparatus and method of use thereof
US10555710B2 (en) 2010-04-16 2020-02-11 James P. Bennett Simultaneous multi-axes imaging apparatus and method of use thereof
US10188877B2 (en) 2010-04-16 2019-01-29 W. Davis Lee Fiducial marker/cancer imaging and treatment apparatus and method of use thereof
US10625097B2 (en) 2010-04-16 2020-04-21 Jillian Reno Semi-automated cancer therapy treatment apparatus and method of use thereof
US9737731B2 (en) 2010-04-16 2017-08-22 Vladimir Balakin Synchrotron energy control apparatus and method of use thereof
US10349906B2 (en) 2010-04-16 2019-07-16 James P. Bennett Multiplexed proton tomography imaging apparatus and method of use thereof
US10556126B2 (en) 2010-04-16 2020-02-11 Mark R. Amato Automated radiation treatment plan development apparatus and method of use thereof
US10179250B2 (en) 2010-04-16 2019-01-15 Nick Ruebel Auto-updated and implemented radiation treatment plan apparatus and method of use thereof
US11648420B2 (en) 2010-04-16 2023-05-16 Vladimir Balakin Imaging assisted integrated tomography—cancer treatment apparatus and method of use thereof
US10638988B2 (en) 2010-04-16 2020-05-05 Scott Penfold Simultaneous/single patient position X-ray and proton imaging apparatus and method of use thereof
US10589128B2 (en) 2010-04-16 2020-03-17 Susan L. Michaud Treatment beam path verification in a cancer therapy apparatus and method of use thereof
US10751551B2 (en) 2010-04-16 2020-08-25 James P. Bennett Integrated imaging-cancer treatment apparatus and method of use thereof
US10086214B2 (en) 2010-04-16 2018-10-02 Vladimir Balakin Integrated tomography—cancer treatment apparatus and method of use thereof
US8755489B2 (en) 2010-11-11 2014-06-17 P-Cure, Ltd. Teletherapy location and dose distribution control system and method
US8841602B2 (en) 2011-03-07 2014-09-23 Loma Linda University Medical Center Systems, devices and methods related to calibration of a proton computed tomography scanner
US8963112B1 (en) 2011-05-25 2015-02-24 Vladimir Balakin Charged particle cancer therapy patient positioning method and apparatus
BE1021541B1 (fr) 2012-09-11 2015-12-11 Ion Beam Applications S.A. Installation de hadron-therapie comprenant un dispositif d'imagerie
TW201422278A (zh) 2012-09-28 2014-06-16 Mevion Medical Systems Inc 粒子加速器之控制系統
WO2014052709A2 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Mevion Medical Systems, Inc. Controlling intensity of a particle beam
WO2014052718A2 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Mevion Medical Systems, Inc. Focusing a particle beam
US10254739B2 (en) 2012-09-28 2019-04-09 Mevion Medical Systems, Inc. Coil positioning system
TW201434508A (zh) 2012-09-28 2014-09-16 Mevion Medical Systems Inc 一粒子束之能量調整
JP6523957B2 (ja) 2012-09-28 2019-06-05 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 磁場を変更するための磁性シム
CN105103662B (zh) 2012-09-28 2018-04-13 梅维昂医疗***股份有限公司 磁场再生器
WO2014052734A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Mevion Medical Systems, Inc. Controlling particle therapy
TWI604868B (zh) 2012-09-28 2017-11-11 美威高能離子醫療系統公司 粒子加速器及質子治療系統
US8933651B2 (en) 2012-11-16 2015-01-13 Vladimir Balakin Charged particle accelerator magnet apparatus and method of use thereof
US8791656B1 (en) 2013-05-31 2014-07-29 Mevion Medical Systems, Inc. Active return system
US9730308B2 (en) 2013-06-12 2017-08-08 Mevion Medical Systems, Inc. Particle accelerator that produces charged particles having variable energies
CN103353604A (zh) * 2013-06-27 2013-10-16 睿芯信息科技(上海)有限公司 一种x射线显像***
EP3049151B1 (de) 2013-09-27 2019-12-25 Mevion Medical Systems, Inc. Teilchenstrahlabtastung
US10675487B2 (en) 2013-12-20 2020-06-09 Mevion Medical Systems, Inc. Energy degrader enabling high-speed energy switching
US9962560B2 (en) 2013-12-20 2018-05-08 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader
US9661736B2 (en) 2014-02-20 2017-05-23 Mevion Medical Systems, Inc. Scanning system for a particle therapy system
CN103945123B (zh) * 2014-04-03 2017-01-18 北京大恒图像视觉有限公司 一种调节工业相机水平角度的方法
US9950194B2 (en) 2014-09-09 2018-04-24 Mevion Medical Systems, Inc. Patient positioning system
US10786689B2 (en) 2015-11-10 2020-09-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adaptive aperture
US9907981B2 (en) 2016-03-07 2018-03-06 Susan L. Michaud Charged particle translation slide control apparatus and method of use thereof
JP6668902B2 (ja) * 2016-04-12 2020-03-18 株式会社島津製作所 位置決め装置および位置決め装置の作動方法
US10037863B2 (en) 2016-05-27 2018-07-31 Mark R. Amato Continuous ion beam kinetic energy dissipater apparatus and method of use thereof
JP7059245B2 (ja) 2016-07-08 2022-04-25 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド 治療計画の決定
US11623107B2 (en) 2016-10-20 2023-04-11 William Beaumont Hospital Particle arc therapy
US11103730B2 (en) 2017-02-23 2021-08-31 Mevion Medical Systems, Inc. Automated treatment in particle therapy
WO2018187680A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Massachusetts Institute Of Technology Compact proton beam energy modulator
WO2019006253A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 Mevion Medical Systems, Inc. CONFIGURABLE COLLIMATOR CONTROLLED BY LINEAR MOTORS
US10395881B2 (en) 2017-10-11 2019-08-27 HIL Applied Medical, Ltd. Systems and methods for providing an ion beam
US10847340B2 (en) 2017-10-11 2020-11-24 HIL Applied Medical, Ltd. Systems and methods for directing an ion beam using electromagnets
US11311746B2 (en) 2019-03-08 2022-04-26 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader for a particle therapy system
CN111821582A (zh) * 2019-04-18 2020-10-27 西安大医集团股份有限公司 患者定位方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828639C2 (de) * 1987-08-24 1994-08-18 Mitsubishi Electric Corp Strahlentherapiegerät
US4870287A (en) 1988-03-03 1989-09-26 Loma Linda University Medical Center Multi-station proton beam therapy system
US4917344A (en) * 1988-04-07 1990-04-17 Loma Linda University Medical Center Roller-supported, modular, isocentric gantry and method of assembly
US4905267A (en) 1988-04-29 1990-02-27 Loma Linda University Medical Center Method of assembly and whole body, patient positioning and repositioning support for use in radiation beam therapy systems
US5117829A (en) * 1989-03-31 1992-06-02 Loma Linda University Medical Center Patient alignment system and procedure for radiation treatment
JP2931983B2 (ja) * 1989-06-30 1999-08-09 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 放射線治療システム
JP2593576B2 (ja) * 1990-07-31 1997-03-26 株式会社東芝 放射線位置決め装置
DE69529857T2 (de) * 1994-03-25 2004-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Strahlentherapie-System

Also Published As

Publication number Publication date
CA2269597C (en) 2003-04-29
CA2269597A1 (en) 1998-05-07
US5825845A (en) 1998-10-20
DE69737264D1 (de) 2007-03-08
JP2000510023A (ja) 2000-08-08
WO1998018523A1 (en) 1998-05-07
EP0946228A1 (de) 1999-10-06
AU4997297A (en) 1998-05-22
KR100528101B1 (ko) 2005-11-15
ES2281097T3 (es) 2007-09-16
CN1238707A (zh) 1999-12-15
EP0946228B1 (de) 2007-01-17
AU721460B2 (en) 2000-07-06
HK1024194A1 (en) 2000-10-05
CN100479887C (zh) 2009-04-22
KR20000052789A (ko) 2000-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69737264T2 (de) Digitales bildaufnahmesystem mittels bestrahlenden protonen
DE10301075B4 (de) Patientenpositionierung durch Videobildgebung
DE69026406T2 (de) Gerät zur therapeutischen Bestrahlung einer vorgewählten Fläche unter Anwendung eines diagnose computer gestützten Tomography-Scanners
US5442675A (en) Dynamic collimator for radiation therapy
US5661773A (en) Interface for radiation therapy machine
US6438202B1 (en) Method using post-patient radiation monitor to verify entrance radiation and dose in a radiation therapy machine
DE3828639C2 (de) Strahlentherapiegerät
US6219403B1 (en) Radiation therapy method and system
US7502443B1 (en) Radiation therapy machine with triple KV/MV imaging
GB2317545A (en) System for aligning a radiation beam for radiation therapy
EP1785161A1 (de) Behandlungsraum einer Partikeltherapieanlage, Therapieplan, Verfahren zur Erstellung eines Therapieplans und Bestrahlungsverfahren
DE10036444A1 (de) Lokalisieren eines Isozentrums unter Verwendung elektronischer Portalabbildung
DE19941149A1 (de) Strahlentherapeutische Planungsanordnung
DE102008012496A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Darstellung eines Feldes auf der Oberfläche eines Patientenkörpers
DE10311042B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur in Vivo Planungs- und Krebsbehandlungstherapie
DE102010020781A1 (de) Bestimmung und Überprüfung der Koordinatentransformation zwischen einem Röntgensystem und einem Operationsnavigationssystem
DE102014215448B3 (de) Bildgebungsvorrichtung mit Streustrahlungsschutz
DE10313934B4 (de) Verifikation von Strahlungs- und Lichtfeldkongruenz bei Strahlenbehandlungen
EP2926734B1 (de) Verfahren zur Einrichtung einer Patientenbestrahlungseinrichtung
DE112020002362T5 (de) Medizinische Bildverarbeitungsvorrichtung, medizinisches Bildverarbeitungsprogramm, medizinisches Gerät und Behandlungssystem
JPS6220814B2 (de)
US20090046831A1 (en) Bench-top image-guided conformal irradiation system for laboratory animals
JPH01151467A (ja) 治療装置
JPH0780088A (ja) 放射線治療装置
Pearson et al. Dynamic intensity-weighted region of interest imaging for conebeam CT

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition