[发明专利]用于计划照射的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于计划照射的方法和装置以及具有粒子束的加速器装置。

背景技术

借助重离子治疗肿瘤在过去的几十年中已发展成为被广泛接受的用于治疗组织、尤其是肿瘤疾病的方法。但在此获取的经验也用于纯技术领域中。

所有已知方法的共同特点是由加速器设备提供的成束的粒子束借助高能射束传送系统被传送到一个或多个照射室或治疗室。在照射室中待照射的靶体积被定位并且借助粒子束被照射。

已知待照射的靶体积可运动。例如在靶体积中可设有肺肿瘤，其在患者呼吸时运动。为了研究运动对粒子疗法治疗成功率的影响，也可借助被称为体模的、非生命模型体来模拟运动。

粒子疗法范畴中的特殊挑战在于使沉积在组织中的照射剂量尽可能均匀地分布。靶体积中均匀的剂量分布十分重要的原因在于，存在于靶体积中的肿瘤细胞只有从高于阈值剂量时起才以足够的信度死亡，但同时应避免对周围健康组织造成过多的负荷。因此在应依次于靶体积的不同靶点上沉积多个单次照射剂量的照射方法中、即在扫描的粒子束中始终困难的是，当靶体积在照射期间运动时在靶体积中实现所希望的均匀的剂量分布。因此靶体积中剂量分布均匀性的改善始终是研究课题。

例如在扫描的粒子束中可将待施加的照射剂量分布在多次遍历上，这又称为“重新扫描”。在此多次照射靶体积的靶点，使得在重新扫描遍历期间依次通过多个反复被施加的单次剂量建立待施加的总剂量。以单次剂量反复照射靶点能实现单次剂量的统计平均，从而在统计学上看能够平均可能的错误沉积剂量。因此可至少部分补偿靶体积的运动。

然而，以相应减少的部分剂量多次照射每个靶点使得借助重新扫描的照射可需要显著更多的时间，因为必须根据减小的部分剂量降低提取率。在现有技术中必须忍受持续较长时间的照射过程，以便提高剂量分布的均匀性并且因此在放射治疗时提高治疗成功率。

另外，已知跟踪靶体积的运动并且在计算单次剂量时加以考虑。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种方法，该方法使得靶体积的照射计划更加简单并且在此减弱或克服了现有技术中的上述缺点。

本发明还应减小整个治疗或剂量施加的持续时间。

本发明的另一任务在于使照射结果相对于靶体积的变化、尤其是运动更为稳健。

本发明的任务通过独立权利要求的技术方案得以解决。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中定义。

根据本发明借助下述步骤确定设置在体中的靶体积的照射计划，该过程逐步建立照射计划：

首先定义通常设置在体中的靶体积。靶体积在此可设置于非生命体、如材料样本、体模或试验装置中，但也可包含生命材料、如细胞样本或试验动物。尤其是靶体积具有肿瘤细胞。靶体积被分为大量能被单独照射的靶点。换言之，在靶体积中设置由具有定义点距的靶点构成的点光栅。

接着，分别为靶点配置规定剂量、即待沉积在相应靶点上的照射剂量的计划值或规定值。换言之，在照射计划中写入针对相应靶点的规定剂量。许多在本申请中使用的术语、如靶体积、靶点、规定剂量、剂量分布等通常在作为指南被接受的ICRU(国际辐射单位和计量委员会)Report 50(包括Addendum Report 62)中被定义。

随后，将照射计划分为多个在时间上连续的局部照射计划。也就是说，借助照射计划规定，直接连续地一个接一个地实施局部照射计划。

将靶体积的靶点按子集分配给局部照射计划，并且子集分布在整个靶体积上。彼此相邻的靶点分别配置给不同的局部照射计划。换言之，每个子集包括分布在整个靶体积上且不直接相邻的靶点。

前两个提到的步骤相应于已知的用于划分靶体积的方法。

在此到目前为止根据现有技术通常依次、即一个接一个地照射靶体积的靶点。该方法已被广泛接受，因为它可特别简单地实施。

靶点可配置给等能量层，由此可借助恒定的粒子能量、即尤其是不变的加速器设置来照射一个等能量层。

在根据本发明的方法中，照射计划被分为在时间上连续的局部照射计划。