DE102011089235A1

DE102011089235A1 - Contour collimator for radiation therapy for treatment of tumors, has iris diaphragms stacked on top of each other and formed from material absorbing X-ray radiation and with apertures forming contour

Info

Publication number: DE102011089235A1
Application number: DE102011089235A
Authority: DE
Inventors: Sultan Haider
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-08-09

Abstract

The collimator has iris diaphragms (2) stacked on top of each other, formed from a material absorbing X-ray radiation and comprising apertures (9) forming a contour (1). The apertures of the iris diaphragms are equally large, and lie congruently on top of each other. An adjustable mechanism (3) simultaneously adjusts the iris diaphragms. The iris diaphragms comprise circular arranged crescent-shaped lamellas. The iris diaphragms and the adjustable mechanism are arranged in a cylindrical housing. The lamellas are made from X-ray radiation impermeable material. An independent claim is also included for a method for adjusting a contour of an optical path of an X-ray radiation.

Description

Die Erfindung betrifft einen Konturkollimator für die Strahlentherapie und eine zugehöriges Verfahren, wobei die Kontur durch Irisblenden gebildet wird. The invention relates to a contour collimator for radiotherapy and an associated method, wherein the contour is formed by irises.

Ein Konturkollimator wird in der Strahlentherapie zur Behandlung von Tumoren eingesetzt. In der Strahlentherapie wird ein Tumor mit energiereicher Strahlung, in der Regel mit einer hochenergetischen Röntgenstrahlung eines Linearbeschleunigers, bestrahlt. Der Konturkollimator wird dabei in den Strahlengang der Röntgenstrahlung eingebracht. Er weist eine strahlungsdurchlässige Öffnung auf, deren Kontur der Kontur des Tumors entsprechen soll. Dadurch wird sichergestellt, dass nur der Tumor mit den Röntgenstrahlen und nicht das angrenzende gesunde Körpergewebe bestrahlt wird. Durch geeignete Ausbildung des Konturkollimators lässt sich nahezu jede beliebige Kontur eines Tumors nachbilden. A contour collimator is used in radiotherapy for the treatment of tumors. In radiotherapy, a tumor is irradiated with high-energy radiation, usually with a high-energy X-ray radiation from a linear accelerator. The contour collimator is introduced into the beam path of the X-ray radiation. It has a radiation-permeable opening whose contour is to correspond to the contour of the tumor. This ensures that only the tumor is irradiated with X-rays and not the adjacent healthy body tissue. By suitable design of the contour collimator, almost any desired contour of a tumor can be imitated.

Weit verbreitete Kollimatoren für die Strahlentherapie sind die sogenannten Lamellenkollimatoren, wie beispielsweise in der Patentschrift DE 10 2006 039 793 B3 beschrieben. Der Lamellenkollimator weist mehrere, zum Beispiel 160, gegeneinander motorisch verschiebbare Lamellen zur Bildung der strahlungsdurchlässigen Öffnung auf. Die Lamellen bestehen aus einem die Röntgenstrahlung absorbierenden Material. Gattungsgemäß sind zwei Pakete von Lamellen gegenüber so angeordnet, dass sie mit ihren Stirnseiten aufeinander zu- oder voneinander weg bewegt werden können. Widely used collimators for radiotherapy are the so-called lamellar collimators, as for example in the patent DE 10 2006 039 793 B3 described. The disk collimator has a plurality of, for example, 160, mutually motorically displaceable blades for forming the radiation-permeable opening. The lamellae consist of a material that absorbs the X-rays. Generically, two packages of lamellae are arranged opposite one another so that they can be moved toward one another or away from one another with their end faces.

Jede dieser Lamellen ist einzeln mittels eines Elektromotors verschiebbar. Da es bei der Positionierung der Lamellen leichte Abweichungen zwischen einer Sollvorgabe und der tatsächlich eingestellten Ist-Position der Lamellen geben kann, weist jede Lamelle ein Positionsmessmittel auf, mit dem die tatsächlich eingestellte Position genau bestimmt werden kann. Each of these blades is individually displaceable by means of an electric motor. Since there may be slight deviations between a desired setting and the actually set actual position of the slats in the positioning of the slats, each slat on a position measuring means, with which the actual set position can be determined accurately.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen weiteren Konturkollimator anzugeben, der eine Alternative zu einem Lamellenkollimaotor darstellt und einfach und rasch eine gewünschte Kontur nachbilden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bildung der Kontur anzugeben. It is an object of the invention to provide a further contour collimator, which is an alternative to a lamella collimator and can easily and quickly emulate a desired contour. Another object of the invention is to provide a method for forming the contour.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem Konturkollimator und dem Verfahren zur Bildung einer Kontur der unabhängigen Patentansprüche gelöst. According to the invention, the stated object is achieved with the contour collimator and the method for forming a contour of the independent claims.

Der Kern der Erfindung besteht darin, mit Hilfe von übereinanderliegenden Irisblenden die Kontur zu bilden. Die Irisblende, auch als Kreisblende bezeichnet, ist eine Blende mit variabler Öffnungsweite. Die Öffnung kann in einer Art und Weise variiert werden, dass sie unabhängig von der Größe immer nahezu kreisförmig ist und der Mittelpunkt konstant bleibt. Die Irisblende besteht aus mehreren kreisförmig angeordneten Lamellen, die über eine Verstellmechanik gemeinsam nach innen oder nach außen gedreht werden können. Jede Lamelle ist auf einer Achse gelagert. Alle Lamellen sind in der Regel mit einem Ring über jeweils eine weitere Achse verbunden, damit sie sich gemeinsam bewegen. Je mehr Lamellen eingesetzt werden, desto besser bleibt die Öffnung bei der Verstellung an die Kreisform angenähert. Die Öffnung wird auch als Apertur bezeichnet. Apertur meint eine freie Öffnung oder deren Durchmesser, durch welche Röntgenstrahlen ausgesendet oder empfangen werden können. The essence of the invention is to form the contour with the help of superimposed iris diaphragms. The iris diaphragm, also referred to as a circular diaphragm, is a diaphragm with variable opening width. The aperture can be varied in such a way that, regardless of size, it is always nearly circular and the center remains constant. The iris diaphragm consists of several lamellae arranged in a circle, which can be rotated inwards or outwards together by means of an adjustment mechanism. Each lamella is mounted on an axle. All slats are usually connected to a ring via a further axis, so they move together. The more slats are used, the better the opening remains approximated to the circular shape during the adjustment. The opening is also referred to as an aperture. Aperture means a free opening or its diameter through which X-rays can be emitted or received.

Die Erfindung beansprucht einen Konturkollimator zur Einstellung einer Kontur eines Strahlengangs einer Röntgenstrahlung. Der Konturkollimator umfasst mehrere übereinander gestapelte Irisblenden, die aus einem die Röntgenstrahlung absorbierenden Material gebildet sind und deren Aperturen die Kontur bilden. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass Konturen mit großer Genauigkeit und schnell nachgebildet werden können. Im Gegensatz zu Lamellenkollimatoren wird für die Verstellung der Irisblenden für gewöhnlich nur ein Motor gebraucht. The invention claims a contour collimator for setting a contour of a beam path of X-radiation. The contour collimator comprises a plurality of stacked iris diaphragms, which are formed from a material that absorbs the x-ray radiation and whose apertures form the contour. The invention has the advantage that contours can be reproduced with great accuracy and fast. In contrast to lamellar collimators, usually only one motor is needed for the adjustment of the iris diaphragms.

In einer Weiterbildung können die Aperturen der Irisblenden gleich groß sein und deckungsgleich übereinander liegen. In a further development, the apertures of the iris diaphragms can be the same size and lie congruently one above the other.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Konturkollimator eine Verstellmechanik aufweisen, die die Irisblenden gleichzeitig verstellt. Die Verstellmechanik kann die Irisblenden verstellende Achsen umfassen. In a further embodiment, the contour collimator can have an adjustment mechanism which simultaneously adjusts the iris diaphragms. The adjustment mechanism may include the iris adjusting axes.

Des Weiteren kann die Irisblende kreisförmig angeordnete sichelförmige Lamellen umfassen. Furthermore, the iris diaphragm may comprise circular crescent-shaped lamellae.

Außerdem kann der Konturkollimator ein zylinderförmiges Gehäuse umfassen, in dem die Irisblenden und die Verstellmechanik angeordnet sind. In addition, the contour collimator may comprise a cylindrical housing in which the irises and the adjustment mechanism are arranged.

Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zur Einstellung einer Kontur eines Strahlengangs einer Röntgenstrahlung mit einem Konturkollimator, wobei die Kontur durch gestapelte Irisblenden aus einem Röntgenstrahlung absorbierenden Material gebildet wird. The invention also claims a method for adjusting a contour of a beam path of X-ray radiation with a contour collimator, wherein the contour is formed by stacked iris diaphragms of an X-ray absorbing material.

In einer Weiterbildung des Verfahrens kann durch sichelförmige Lamellen eine die Kontur bildende Apertur erzeugt werden. In a development of the method, an aperture forming the contour can be generated by sickle-shaped lamellae.

In einer weiteren Ausführungsform können die Aperturen der Irisblenden deckungsgleich übereinander gestapelt werden. In a further embodiment, the apertures of the irises can be stacked congruently one above the other.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of several embodiments with reference to schematic drawings.

Es zeigen: Show it:

1: eine Draufsicht auf eine Irisblende eines Konturkollimators, 1 FIG. 4: a plan view of an iris diaphragm of a contour collimator, FIG.

2: eine räumliche Ansicht eines Konturkollimators mit gestapelten Irisblenden, 2 : a spatial view of a contour collimator with stacked irises,

3: eine räumliche Ansicht von Konturkollimatoren mit unterschiedlichen Aperturen und 3 : a spatial view of contour collimators with different apertures and

4: eine räumliche Ansicht eines Konturkollimators mir Gehäuse. 4 : a spatial view of a contour collimator with housing.

1 zeigt eine Draufsicht auf eine Irisblende 2 eines Konturkollimators. Die Irisblende 2 bildet mit mehreren kreisförmig angeordneten Lamellen 5 eine Apertur 9, durch die eine Röntgenstrahlung zu einem zu bestrahlendem Objekt gelangen kann. Die Apertur 9 weist eine Kontur 1 auf, die einem Teil des zu bestrahlenden Objekts nachgebildet ist. Die Lamellen 5 sind sichelförmig ausgebildet und weisen Schlitze 6 auf, in denen sie beweglich zum Zentrum der Apertur in Achsen 3, die Teil einer Verstellmechanik sind, gemeinsam bewegt werden können und dadurch eine kreisförmige Öffnung bilden. Mit Hilfe der nicht weiter dargestellten Verstellmechanik können die Achsen 3 die Lamellen 5 bewegen. Die Lamellen 5 bestehen aus einem für Röntgenstrahlung undurchlässigen Material. 1 shows a plan view of an iris diaphragm 2 a contour collimator. The iris diaphragm 2 forms with several circularly arranged lamellae 5 an aperture 9 through which X-ray radiation can reach an object to be irradiated. The aperture 9 has a contour 1 on, which is modeled on a part of the object to be irradiated. The slats 5 are sickle-shaped and have slots 6 on which they are movable to the center of the aperture in axes 3 , which are part of an adjustment mechanism, can be moved together and thereby form a circular opening. With the help of the adjusting mechanism, not shown, the axes 3 the slats 5 move. The slats 5 consist of an X-ray impermeable material.

Zur Vermeidung von Streustrahlung werden wie in 2 dargestellt mehrere Irisblenden 5 übereinander angeordnet bzw. gestapelt und von den Achsen 3 gehalten. Die Aperturen 9 liegen dabei deckungsgleich übereinander. Mit Hilfe einer die Achsen 3 enthaltenen Verstellmechanik können die Aperturen 9 des Konturkollimators synchron verstellt werden. Dabei wird das bekannte Verstellprinzip von Irisblenden, wie beispielweise bei Fotoapparaten weit verbreitet, angewandt. To avoid stray radiation as in 2 presented several irises 5 stacked and stacked and from the axes 3 held. The apertures 9 lie congruently one above the other. With the help of one the axes 3 included adjusting mechanism, the apertures 9 of the contour collimator are adjusted synchronously. In this case, the known Verstellprinzip of iris, such as in cameras widely used, applied.

3 zeigt drei verschiedene Konturkollimatoren mit Irisblenden 5, die unterschiedliche Aperturen 9 bilden. Links ist eine Kontur 1 mit mittlerer Öffnung, in der Mitte ist eine Kontur 1 mit großer Öffnung und rechts ist eine Kontur 1 mit kleiner Öffnung zum Durchtritt von Röntgenstrahlung zu sehen. 3 shows three different contour collimators with irises 5 that have different apertures 9 form. On the left is a contour 1 with middle opening, in the middle is a contour 1 with large opening and right is a contour 1 with small opening to see the passage of X-rays.

4 zeigt einen Konturkollimator mit einem Gehäuse 4, in dem die Irisblenden 2 mit ihren Lamellen 5 sowie die Achsen 3 angeordnet sind. Die Irisblenden 2 zeigen eine Apertur 9 mit der Kontur 1. Röntgenstrahlung 10 wird von den Irisblenden 2 geblockt und gelangt nur in Form der Apertur 9 zu dem zu bestrahlendem Objekt 11. Die Kontur des zu bestrahlenden Objekts kann nur durch mehrere kreisförmige Konturen 1 nachgebildet werden. So dass der Konturkollimator über das Objekt 1 bewegt werden muss, um es zur Gänze zu bestrahlen. 4 shows a contour collimator with a housing 4 in which the irises 2 with their slats 5 as well as the axes 3 are arranged. The irises 2 show an aperture 9 with the contour 1 , X-rays 10 is from the iris 2 blocked and only comes in the form of the aperture 9 to the object to be irradiated 11 , The contour of the object to be irradiated can only by several circular contours 1 be reproduced. So the contour collimator over the object 1 must be moved to fully irradiate it.

Ein Röntgenstrahlenfilter für Röntgenbildaufnahmegeräte mit einem ähnlichen Aufbau, nämlich mit einer Irisblende, ist ebenfalls möglich. An X-ray filter for X-ray image recording devices with a similar structure, namely with an iris diaphragm, is also possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Konturcontour
22: Irisblendeiris
33: Achseaxis
44: Gehäusecasing
55: Lamellelamella
66: Schlitz in der Lamelle 5 Slit in the slat 5
99: Apertur der Irisblende 2/Röntgenstrahlung durchlässige ÖffnungAperture of the iris diaphragm 2 / X-ray permeable opening
1010: RöntgenstrahlungX-rays
1111: Objektobject

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006039793 B3 [0003]

Claims

Contour collimator for setting a contour ( 1 ) of a beam path of an X-ray radiation ( 10 ), characterized by: - several stacked iris diaphragms ( 2 ) from one the X-radiation ( 10 ) absorbing material, whose apertures ( 9 ) the contour ( 1 ) form.

Contour collimator according to claim 1, characterized in that the apertures ( 9 ) of the iris diaphragm ( 2 ) are the same size and are congruent to each other.

Contour collimator according to claim 1 or 2, characterized by: - an adjusting mechanism ( 3 ), the irises ( 2 ) adjusted simultaneously.

Contour collimator according to one of the preceding claims, characterized in that the iris diaphragm ( 2 ) circularly arranged crescent-shaped lamellae ( 5 ).

Contour collimator according to one of the preceding claims, characterized by: - a cylindrical housing ( 4 ), in which the irises ( 2 ) and the adjustment mechanism ( 3 ) are arranged.

Method for setting a contour ( 1 ) of a beam path of an X-ray radiation ( 10 ) with a contour collimator, characterized in that the contour ( 1 ) by stacked irises ( 2 ) from one the X-radiation ( 10 ) absorbing material is formed.

Method according to claim 6, characterized in that by sickle-shaped lamellae ( 5 ) one the contour ( 1 ) forming aperture ( 9 ) is produced.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that the apertures ( 9 ) of the iris diaphragm ( 2 ) are stacked congruently one above the other.