用于建立輻射規劃的方法以及用于施加位置分辨的輻射劑量的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于建立對于輻射產生裝置（14）的輻射規劃的方法（1，2）。輻射規劃具有多個輻射位置（33），其至少部分地和/或至少暫時地與在應用（12）輻射規劃的時刻可以出現的至少一個框架參數（29）相關。在建立（1）輻射規劃時更強地考慮輻射位置（33）的如下部分：在所述部分中以更高的可能性預計與至少一個框架參數（29）的相關性。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于建立對于輻射產生裝置的輻射規劃的方法。本專利技術還涉及一種用于在使用至少一個輻射產生裝置的條件下在至少一個輻射位置施加位置分辨的輻射劑量的方法。此外，本專利技術涉及一種用于建立輻射規劃的裝置、一種用于控制至少一個輻射產生裝置的裝置，以及一種輻射產生裝置，其具有至少一個用于控制輻射產生裝置的裝置。
技術介紹
目前在不同的領域使用輻射物體的技術。根據具體的應用要求，在此使用不同的輻射方法以及不同的輻射種類(例如光子輻射、粒子輻射等)。在該技術的一些領域中例如要求，平面地或空間地照射物體，其中輻射應當盡可能均勻起作用。例如當要使材料變硬或以其他方式改變其材料特征時呈現該要求。在食品
中也變得通常的是，使用特定的輻射種類來保持食品。而在該技術的其他領域要求，以特定的、典型地是特別高的劑量來照射待照射的物體的僅特定的區域，而物體的其余部分不應當或盡可能少地被照射。對此的一個例子是在使用電磁輻射(部分地直到X射線范圍以及之外)以及成像的掩模的條件下對微處理器的或其他的微結構或納米結構的結構化。位置上不同的劑量分布在此不一定僅二維結構化地進行，而是在一些
中也在所有三個空間方向上結構化。在起作用 的射線的這樣的、三維的結構化中例如可以直接和立即照射位于待輻射的體內部的體積區域，而不會損傷所述體(特別是其外殼)或不必將其打開。在此有時出現問題，即，待輻射的體(或在其內部的體積區域)不是僅靜止/不動地呈現，而是可以發生，所述體或所述體的部分(特別是待輻射的體積區域)運動。運動不僅可以平移地相對于外部的坐標系進行，而且也可以以待輻射的體的不同區域相對于彼此的位移的形式(包括轉動、變形、壓縮和/或伸展)進行。為了能夠輻射這樣的(本身)運動的體，使用所謂的四維輻射方法。在此結果是三維的輻射方法，其具有時間變化(時間作為第四維)。這樣的材料處理方法的例子存在于材料科學領域中在制造高度集成的組件(特別是微處理器和存儲芯片)的情況下以及在制造微結構和納米結構的機械的情況下。采用三維和四維輻射方法的該技術的另一個領域在于醫學
中。在此通常需要輻射身體內部的特定體積區域，例如腫瘤。輻射被理解為利用射線、例如粒子射線或光子射線施加于身體的內部的體積區域。特別地要求，利用盡可能高的劑量施加于特定的體積區域。周圍的組織在此應當盡可能少地或優選地基本上根本不受到輻射劑量的負擔。當周圍的組織是所謂的關鍵組織時，例如是敏感的器官(專業術語稱為OAR “Organ at Risk,風險器官”)，這一點在特別的程度上成立。在此是例如脊髓、血管或神經節。特別地在醫學
中，應用的方法出于可實行的原因應當盡可能精確并且無錯誤地工作。在醫學
中的另一個問題在于，由于不同的實際情況(例如患者的不同身體結構、不同的方位、不同的身高、腫瘤的不同的特性)實際上總是呈現不同的初始條件。也就是說，患者的輻射(治療)必須分別單獨地進行。這些單獨的特征按照目前的現有技術通常在使用所謂的輻射規劃的條件下的輻射規劃中被考慮。在此，將由醫生開出的對于不同的組織區域的劑量分布換算為“機器可讀的參數”。換言之，計算對于產生射線的裝置的參數組，該參數組決定，必須以何種方式對患者施加射線、例如粒子射線，以便盡可能好地獲得由醫生開出的劑量分布。在此，確定例如射線方位、射線能量、射線入射方向、粒子射線的時間引導(掃描運動)、粒子種類，等等。在建立輻射規劃時要考慮大量非線性和復雜的關系。例如，在帶電粒子的情況下要考慮到位于布拉格峰后面的、然而特別是在位于布拉格峰前面的組織中的(本身不期望的)劑量輸入。此外，要計算地考慮所謂的相對生物效力(relative biologische Wirksamkeit, RBW)。射線對組織的作用取決于不同的參數，諸如射線種類、粒子種類、粒子能量和被輻射的組織本身的種類。此外要考慮二次輻射的效應。當出現待輻射的患者或待輻射的目標體積區域的運動時，已經存在的復雜性被再次放大。為了在此還能夠進行精確的治療，需要特殊的方法。目前為了解決該問題通常采用兩個特殊的方法，即，所謂的門控方法以及所謂的跟蹤方法。在門控方法中將輻射規劃優化到患者的特定的運動狀態。如果患者剛好位于該運動階段中，則進行合適的射線輸入。但是如果患者位于另外的運動階段，則會“完全錯誤地”并且不穩定地照射患者的組織。為了避免這樣的、通常不可接受的錯誤照射，在患者位于在特定的運動窗外部的運動階段的時間，不進行照射。顯而易見，這一點通常導致照射持續時間明顯延長。這一點不僅對于患者來說是不舒服的(因為他必須更久地被治療)，而且特別地還導致明顯的成本增加，這同樣是不期望的。在跟蹤方法中遵循解決方案，使得連續地跟蹤患者的運動。在此通過粒子射線的合適的后控制來均衡患者的運動。在橫向方向上的后控制可以通過偏轉磁體進行。縱向方向上的后控制可以例如通過能量調制器進行。這樣的能量調制器例如由雙楔對(Dopopelkeil-Paar)組成,其中雙楔對的各個楔的相對于彼此的，以及相對于粒子射線的相對位置是可以改變 的。根據楔的位置的不同，穿過雙楔對的粒子射線經過一個通過楔的(吸收能量的)材料的不同線路路徑。粒子的能量被相應地強烈衰減。以這種方式，粒子的能量以及由此布拉格峰的方位可以在一定的邊界內被調整。同樣需要的輻射規劃在跟蹤方法中通過如下進行，即，對于特定的參考運動階段建立輻射規劃。在當前的運動階段和參考運動階段之間的偏差通過對粒子射線的描述的跟蹤來均衡。對于粒子射線的跟蹤所需的參數在此通常是輻射規劃優化的部分。借助這樣的跟蹤方法可以將在當前的目標格柵體素中要給予的劑量(盡管必要時改變的位置)實際上在那里給予。但是周圍的組織(特別是在射線方向上位于目標格柵體素近側的(“Iuv側”)的組織)是一個問題。如果例如通過運動，組織被壓縮或旋轉，則通常在所涉及的區域中發生相對于參考規劃來說明顯偏差的生物作用的劑量輸入。如果待輻射的組織還發生旋轉，則也可以發生，粒子射線通過與在參考規劃情況下不同的組織區域延伸，并且由此在區域中沉積一個劑量，該區域在參考規劃中沒有承受輻射(以及反過來)。實際上進行的劑量輸入(也在目標格柵體素外)雖然可以在實際的輻射期間被測量并且被計算，但是該實際上的劑量輸入由于在輻射之前未知的在運動階段和當前輻射的目標格柵體素之間的相關性而不可預測。通常在此在最好情況下可以在使用統計模型的條件下作出近似的預測。但是由此也不可能(精確地)預測積累的總劑量。所產生的輻射規劃由此具有相應的缺陷。這可以導致輻射質量變差，特別是通過在腫瘤區域中的潛在的欠劑量和/或通過在周圍組織中的潛在的過劑量。由此一如既往地存在對于改進的輻射方法和/或改進的計算方法的需求。特別地所述方法應當更精確和/或更經濟。
技術實現思路
由此，本專利技術要解決的技術問題是，提出一種相對于現有技術改進的用于建立對于輻射產生裝置的輻射規劃的方法，一種相對于現有技術改進的用于在使用至少一個輻射產生裝置的條件下施加位置分辨的射線劑量到至少一個輻射位置中的方法，一種改進的用于建立輻射規劃的裝置，一種改進的用于控制至少一個輻射產生裝置的裝置，和/或一種改進的輻射產生裝置，其具有至少一個用于控制輻射產生裝置的裝置。本專利技術解決本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C伯特，R盧克滕伯格，
申請(專利權)人：GSI亥姆霍茲重離子研究中心有限責任公司，
類型：
國別省市：