專利名稱：用于顯示患者身體表面上幾何圖形的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示位于基板上的患者身體表面上幾何圖形的設(shè)備和方法， 并且涉及用于癌癥治療的具有離子化射線的放射治療領(lǐng)域。其中通常多個射線從不同方向?qū)?zhǔn)要治療的身體，從而它們在等同中心(Isozentrum)相交。對準(zhǔn)等同中心的不同射線的總共射線量在那里發(fā)生作用。以這種方式使對附近組織的損害最小化。
背景技術(shù)：
作為放射治療的第一步，通常在放射計劃中生成躺在并固定在基板(如治療臺) 上的患者的計算機(jī)X線斷層造影記錄(CT)。借助于這個記錄生成患者的3D模型，并且定位要治療的腫瘤，并且制定放射計劃。這包括構(gòu)造目標(biāo)體積以及計算放射劑量，并且其中尤其是確定治療裝置的輻射場的數(shù)量和位置，從而如希望的那樣對腫瘤進(jìn)行輻射。在對患者進(jìn)行記錄之后，患者不再位于基板上。此外，在隨后的放射治療中進(jìn)行多次放射安排(通常直至30個部分)。因此，基于所建立的患者3D模型計算的輻射場反復(fù)地需要轉(zhuǎn)用到實(shí)際患者。這個步驟也被稱為“仿真”。尤其地，患者為了放射因此必須能再現(xiàn)地如其在生成CT記錄時那樣躺在治療臺上。為此已知借助于3D的X線照相(“錐面光束”)執(zhí)行對患者的定位，其中例如患者的骨頭構(gòu)成患者定向的參考點(diǎn)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是高的準(zhǔn)確性。此外，不必在患者皮膚上設(shè)置參考標(biāo)記等。該方式的缺點(diǎn)是對于患者的X射線輻射劑量很高，因?yàn)樵诿看沃委煵糠种岸夹枰M(jìn)行X線定位。在放射治療中，這因此通?？赡苓M(jìn)行直至30次。大量應(yīng)用于身體的輻射劑量尤其可能對于年輕患者長期地又引發(fā)新的腫瘤。根據(jù)一已知的可選方式，可以借助于患者皮膚上的三個參考點(diǎn)(例如通過相應(yīng)的向后反射體)將患者定位在基板上。這樣的方法例如在DE4418216A1中有介紹。在執(zhí)行放射計劃之后，計算輻射場與皮膚表面的對于所期望的放射是必需的交點(diǎn)。這些交點(diǎn)然后以 3D坐標(biāo)表的形式存在。在借助于這三個參考標(biāo)記對患者重新定位之后，于是可以利用激光系統(tǒng)依次在患者的身體表面上顯示這個表中的坐標(biāo)。坐標(biāo)的開始例如可以由操作人員的紅外遙控器來控制。于是由激光分別顯示的點(diǎn)被手動地(例如用筆)在患者皮膚上繪制。通過將這些點(diǎn)連接起來，得到所期望的用于輻射的交會區(qū)。這樣的方法例如在DE4421315A1或DE19524951A1中有介紹。用于此的激光設(shè)備尤其是由5個能驅(qū)動移動的激光器構(gòu)成，其中兩個高度可調(diào)的激光器生成沿著治療臺的水平線到患者上，分別在治療臺的左邊和右邊。其余三個激光器安裝在位于治療臺(例如CT 臺)之上的臺板中。其中一個激光器能垂直于臺縱向移動并且生成沿著臺縱軸的線到患者上。臺板中的其余兩個激光器相互耦接，并且生成垂直于臺縱軸的一條共同的線到患者上。 通過兩個激光器的耦接，還可以在患者的皮膚上顯示坐標(biāo)，而坐標(biāo)在其他情況下在患者的橫向直徑下會產(chǎn)生陰影。通過所介紹的系統(tǒng)可以在患者的皮膚上生成幾乎任意的坐標(biāo)，其中坐標(biāo)分別由兩個激光線的交叉來顯示。申請人以“Dorado CT4”為名提供這樣的激光系統(tǒng)。
但是，所介紹的方式是耗費(fèi)時間的，并且因此是昂貴的，因?yàn)镃T區(qū)域的使用時間是非常昂貴的。此外，點(diǎn)的手動記錄尤其是根據(jù)患者的脂肪而不再足夠準(zhǔn)確。尤其地，皮膚標(biāo)記可能移動。因此，在實(shí)踐中僅僅有時候在皮膚上進(jìn)行交會區(qū)的標(biāo)記。相應(yīng)地，不再充分準(zhǔn)確地確保對患者的正確照射。此外還存在以下問題患者的位置在放射計劃與尤其是其中進(jìn)行的對患者身體的記錄以及與后來的放射活動之間雖然使用治療臺上相同的安置輔助裝置但是必然不再是相同的。其中，上面介紹的用于能再現(xiàn)地安置患者的方式是相對復(fù)雜的，并且在實(shí)踐中不再實(shí)現(xiàn)所要求的準(zhǔn)確性。仿真不僅是將放射計劃轉(zhuǎn)用到患者上，而且還是質(zhì)量保證中的重要元素。在治療前最后一次檢查放射計劃的可靠性并且確定輻射場是否可以能再現(xiàn)地設(shè)置到所期望的計劃目標(biāo)量。

發(fā)明內(nèi)容
從所述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明要解決的問題是提供一種開頭所述類型的設(shè)備和方法，利用其可以可靠地實(shí)現(xiàn)患者的能再現(xiàn)的準(zhǔn)確安置。根據(jù)本發(fā)明，通過權(quán)利要求1和9的主題來解決這個問題。在從屬權(quán)利要求以及說明書和附圖中提供了優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明一方面通過ー種用于在位于基板上的患者身體的表面上顯示幾何圖形的設(shè)備來解決這個問題，這個設(shè)備包括-至少ー個投影裝置，利用投影裝置能將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體的三維表面上，-至少ー個控制裝置和至少ー個光學(xué)傳感器裝置，利用光學(xué)傳感器裝置可以記錄投影在患者身體表面上的幾何圖形以及將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置，其中控制裝置被構(gòu)造為根據(jù)傳感器裝置所記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，-其中控制裝置被構(gòu)造為將所確定的投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)與三維額定坐標(biāo)相比較。另ー方面，本發(fā)明通過ー種用于在位于基板上的患者身體的表面上顯示幾何圖形的方法來解決這個問題，這個方法包括以下步驟-由投影裝置將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體的三維表面上，-借助于光學(xué)傳感器裝置記錄投影在患者身體表面上的幾何圖形，并且所記錄的數(shù)據(jù)被饋送給控制裝置，其中控制裝置根據(jù)傳感器裝置所記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，-由控制裝置將所確定的投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)與額定坐標(biāo)相比較。其中預(yù)定的幾何圖形可以被選擇為使得指定的身體區(qū)域被射線以放射計劃中所期望和計算的方式輻射。幾何圖形因此可以是由輻射器生成的輻射場與患者身體表面的額定交會區(qū)。圖形于是取決于輻射裝置(例如直線性加速器)的多葉式準(zhǔn)直儀的形狀和/或要治療的腫瘤的等同中心的位置。也可以顯示多個幾何形狀，如果使用應(yīng)在位于患者身體內(nèi)的等同中心處相交的多個射線用于輻射的話。
根據(jù)本發(fā)明規(guī)定一特定的幾何形狀，這個幾何形狀然后借助投影裝置被投影到患者的表面上。規(guī)定的幾何形狀例如可以是圓、矩形、十字記號等。投影到實(shí)際患者身體上的幾何圖形被傳感器裝置記錄。為此，傳感器裝置可以具有一個或多個攝像機(jī)，例如CCD或 CMOS攝像機(jī)。在使用多個攝像機(jī)的情況下可以更可靠地確定三維坐標(biāo)，因?yàn)閹缀螆D形被從不同視角記錄。傳感器裝置的測量數(shù)據(jù)被饋送給控制裝置，這個控制裝置以公知的方式由此確定患者身體上幾何圖形的三維坐標(biāo)。以該方式所確定的三維坐標(biāo)然后被控制裝置與幾何圖形的先前所提供的額定坐標(biāo)比較。這些額定坐標(biāo)是位于基板上的患者身體的表面上幾何圖形的在患者在基板上位于先前所確定的參考位置并且?guī)缀螆D形被投影裝置以與投影到實(shí)際患者身體相同的方式投影到位于參考位置的患者身體上時所得到的坐標(biāo)。參考位置是身體對于輻射應(yīng)位于的位置。如果所確定的坐標(biāo)偏離額定坐標(biāo)，則患者身體沒有位于正確位置。如上所述，借助于適當(dāng)?shù)陌仓醚b置或安置輔助裝置在例如可以是治療臺的基板上定位患者。如上所述，但是即使在使用相同安置輔助裝置的情況下也不能確保患者始終處于相同位置。這于是可以基于根據(jù)本發(fā)明的對坐標(biāo)的比較以在下面還將進(jìn)一步介紹的方式被考慮或校正。根據(jù)本發(fā)明，因此在計算機(jī)中虛擬患者(例如基于CT圖像)與實(shí)際患者之間形成直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以設(shè)置在具有輻射裝置(例如直線性加速器(“LINAC”)的輻射空間中、具有CT裝置的CT空間中或者單獨(dú)的空間中。相應(yīng)地，為該設(shè)備也可以設(shè)置有輻射裝置或CT。尤其地，由控制裝置所提供的幾何圖形的額定坐標(biāo)可以以在下面將進(jìn)一步介紹的方式基于患者的CT記錄來生成。此外，該設(shè)備可以包括具有用于基于CT圖像虛擬地模擬對患者的輻射的軟件(算法)和圖形圖像顯示的計算機(jī)系統(tǒng)，具有用于傳輸圖像數(shù)據(jù)、輻射數(shù)據(jù)、輻射場輪廓等的接口。這個計算機(jī)系統(tǒng)可以是控制裝置的一部分。該設(shè)備的各個裝置可以經(jīng)由本地網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)的交換可以以特別簡單的方式經(jīng)由醫(yī)學(xué)數(shù)字影像和通訊(DIC0M和DICOM RT)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。因此，系統(tǒng)可以在不同的空間中分配不同的功能和權(quán)限。所有數(shù)據(jù)可以被存儲在服務(wù)器文件上用于質(zhì)量控制。而且，患者的標(biāo)記可以用筆等沿著投影到身體表面上的幾何圖形來進(jìn)行，但是不是強(qiáng)制必需的。如所介紹的那樣，幾何圖形可以是由輻射裝置生成的輻射場與患者身體表面的交會區(qū)。基于投影可以以特別簡單的方式標(biāo)記皮膚上所顯示的額定交會區(qū)，例如利用筆等來描繪。該設(shè)備于是不必設(shè)置在輻射空間中。相反，可以在單獨(dú)的空間進(jìn)行仿真，仿真的使用比輻射空間或CT空間的使用更經(jīng)濟(jì)。此外，于是輻射空間或CT空間不必由于對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的安裝而改裝。在對患者標(biāo)記之后，可以在輻射空間中以輻射裝置將模擬治療區(qū)的光區(qū)對準(zhǔn)到患者上，并且患者被定向?yàn)槭沟脴?biāo)記和光區(qū)一致。這可以手動地或自動的實(shí)現(xiàn)，如下面將進(jìn)一步介紹的那樣。以特別實(shí)際的方式可以規(guī)定投影裝置具有至少一個光源、尤其是至少一個激光器，其中通過至少一個由光源生成的光束(尤其是至少一個由激光器生成的激光束)可以足夠快速地沿著坐標(biāo)引導(dǎo)從而沿著坐標(biāo)生成封閉輪廓的印象，幾何圖形能被投影到患者身體的表面上。借助于作為光學(xué)系統(tǒng)的激光投影器因此依次經(jīng)過幾何圖形的點(diǎn)。其中，這些點(diǎn)被激光束快速地經(jīng)過，使得在人類觀察者以及還有攝像機(jī)看來在皮膚上有沿著圖形的完整輪廓。其中，耗費(fèi)時間的手動經(jīng)過輻射計劃表中的坐標(biāo)不是必需的。使用有害于見看的X 射線不是必需的。此外，于是例如在該設(shè)備設(shè)置在具有輻射裝置的輻射空間中的情況下不需要手動地標(biāo)記患者皮膚上顯示輻射裝置的額定交會區(qū)的幾何圖形。相反，可以在投影期間以簡單的方式使由輻射裝置生成的顯示由該裝置生成的射線的光交會區(qū)與所投影的額定交會區(qū)一致以進(jìn)行輻射。如果投影裝置具有至少兩個能旋轉(zhuǎn)的鏡面，可以以特別簡單的方式進(jìn)行投影，其中利用鏡面，激光束可以被反射到患者身體表面并且沿著幾何圖形的輪廓引導(dǎo)。鏡面例如可以是電氣驅(qū)動的電流計鏡。利用這種構(gòu)造實(shí)現(xiàn)投影的特別高的精度。為了系統(tǒng)能工作，必須執(zhí)行投影裝置的校準(zhǔn)，方法是提供校準(zhǔn)坐標(biāo)，校準(zhǔn)坐標(biāo)由控制裝置控制并且由此確定校準(zhǔn)參數(shù)。必須控制6個點(diǎn)。其中，用于校準(zhǔn)的校準(zhǔn)點(diǎn)之一位于CT設(shè)備或直線性加速器的等同中心中。根據(jù)另ー實(shí)施方式，額定坐標(biāo)可以提前在放射計劃或虛擬仿真中確定，其中生成患者身體的至少表面的虛擬顯示。然后預(yù)給定幾何圖形的在投影裝置將幾何圖形投影到虛擬患者身體上時所得到的坐標(biāo)作為額定坐標(biāo)。在放射計劃中，例如可以生成患者的CT記錄。由此可以生成虛擬的患者身體以及尤其是患者身體的虛擬表面。虛擬身體的三維坐標(biāo)是已知的，因?yàn)橛涗浹b置(例如CT裝置)在相應(yīng)坐標(biāo)系中的設(shè)置是已知的。身體在放射計劃中的位置于是用作為用于隨后用于腫瘤治療的輻射的參考位置。投影裝置限定地被設(shè)置或定向，例如校準(zhǔn)到輻射裝置的等同中心上。還已知投影裝置與基板的相對位置。投影裝置的在將幾何圖形投影到實(shí)際患者身體時固定限定的設(shè)置或定向同樣基于先前的放射計劃。尤其地，為了將圖形虛擬地投影到患者身體，使用的投影裝置的設(shè)置與在以后實(shí)際地投影到患者身體中的相同?，F(xiàn)在至少確定在限定地設(shè)置或定向的投影裝置將圖形投影到虛擬身體上時所得到的幾何圖形的3D坐標(biāo)。當(dāng)然，幾何圖形也可以虛擬地顯示在虛擬身體上?；颊唠m然在記錄虛擬身體時以治療臺上與以后輻射時相同的安置輔助裝置被定位。但是，必然產(chǎn)生位置偏移(在可能的情況下也通過身體變化、如體重増加或降低而導(dǎo)致)。因此如果由投影裝置將幾何圖形投影到實(shí)際身體，則產(chǎn)生圖形變形，并且因此產(chǎn)生這個圖形的坐標(biāo)偏離虛擬患者身體的虛擬圖形的坐標(biāo)。這個偏離根據(jù)本發(fā)明被確定，并且可以被考慮、尤其是校正?？赡茉谔摂M患者的情況下將幾何圖形(虛擬地)投影到腫瘤的等同中心上。為此， 實(shí)際投影裝置的所必需的定向可以被確定，并且在以后的實(shí)際投影中相應(yīng)調(diào)節(jié)。虛擬的幾何形狀于是是不變形的，例如圓因此在虛擬身體的表面上也是圓。隨后，虛擬患者以腫瘤的等同中心虛擬地移動到在隨后的治療中所使用的輻射裝置的等同中心中。其中幾何圖形發(fā)生變形。例如從圓變成橢圓等。這個變形后的圖形的坐標(biāo)于是可以用作為額定坐標(biāo)，從而實(shí)際患者也以腫瘤的等同中心移動到輻射裝置的等同中心中。根據(jù)本發(fā)明確保了輻射基于與在放射計劃、以及尤其是在記錄虛擬患者身體時相同的患者位置。因此實(shí)現(xiàn)了正確的輻射。根據(jù)所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)的比較，控制裝置可以計算基板的位移向量，以便使所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)一致?；宕送膺€可以是能借助于適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)驅(qū)動裝置沿著一個或多個自由度移動?；逵绕淇梢允悄苎刂辽偃齻€自由度移動，三個自由度例如可以是相互垂直定向的軸。但是，可調(diào)節(jié)性也可以是沿著不止三個自由度的，例如根據(jù)6個自由度，從而例如臺的旋轉(zhuǎn)是可能的?？刂蒲b置于是可以控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，使得基板根據(jù)所計算得到的位移向量被移動，位于基板上的患者因此被移動到預(yù)定的參考位置?？刂蒲b置具有相應(yīng)的分析算法，以便通過移動基板而使相應(yīng)的3D坐標(biāo)重疊(“匹配”)。用于調(diào)節(jié)基板的參數(shù)可以自動地或者通過操作人員輸入而傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)驅(qū)動裝置。該設(shè)備可以具有顯示軟件，利用顯示軟件能顯示預(yù)定幾何圖形的坐標(biāo)和由此得到的圖形以及額定坐標(biāo)和由此得到的額定圖形。優(yōu)選地，它們能在不同視圖中顯示。于是可以由控制裝置、但是優(yōu)選由設(shè)備使用者以特別簡單輕松的方式基于預(yù)定幾何圖形的坐標(biāo)和由此產(chǎn)生的圖形以及額定坐標(biāo)和由此得到的額定圖形的顯示利用顯示軟件并且通過基板的優(yōu)選反復(fù)的運(yùn)動而使顯示中的兩個圖形重疊。根據(jù)另ー實(shí)施方式，控制裝置可以每秒多次生成幾何圖形的記錄并且將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置。控制裝置于是可以同樣毎秒多次地根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，并且將其與額定坐標(biāo)比較。尤其地，由傳感器裝置記錄的數(shù)據(jù)可以實(shí)時地或幾乎實(shí)時地轉(zhuǎn)發(fā)到控制裝置，并且由控制裝置又實(shí)時地或幾乎實(shí)時地分析。通過這個實(shí)施方式，根據(jù)每秒的測量和分析數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)患者的高分辨率的運(yùn)動控制。尤其地，可以例如在將幾何圖形投影到患者的胸部的情況下進(jìn)行呼吸周期的控制。幾何圖形的記錄和分析例如可以每秒進(jìn)行不止10次、優(yōu)選是不止20次。相應(yīng)地，于是可以根據(jù)患者的運(yùn)動、例如其胸部的運(yùn)動進(jìn)行患者的高分辨率(實(shí)時或幾乎實(shí)時)的重新定位，方法是控制裝置毎秒多次地計算位移向量并且控制基板的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置使得基板根據(jù)所計算得到的位移向量被移動。該設(shè)備還可以具有輻射裝置，用于生成離子化的射線用于放射治療。利用輻射裝置可以能夠生成與輻射裝置所生成的射線相對應(yīng)的光束。輻射裝置用于腫瘤治療，并且例如可以是直線性加速器。于是可能的是控制裝置在所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)的比較得到額定值時始終毎秒多次地控制輻射裝置來生成離子化射線。在這個實(shí)施方式中也可以進(jìn)行輻射裝置的所謂“門控”，方法是這個輻射裝置只有在比較得到額定值或者至少充分地接近額定值時才被激活。當(dāng)然可以規(guī)定特定值周圍的上限值和下限值，從而存在額定值區(qū)間。如果比較值落到這個額定值區(qū)間中，則輻射裝置被激活，否則被去激活。以該方式可以例如始終只有在胸部并且因此例如位于胸部區(qū)域中的腫瘤位于呼吸周期的特定位置中時才被輻射。因此根據(jù)患者運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對輻射裝置的實(shí)時或幾乎實(shí)時的控制。根據(jù)本發(fā)明可以設(shè)置有多個(例如兩個)激光投影裝置，以便能夠在患者身體的所有位置顯示幾何圖形。因此，例如可以分別至少設(shè)置有在容納患者的基板的左邊和右邊設(shè)置在基板之上的投影器。但是也可以的是投影裝置設(shè)置為能沿著基本上圓形的軌道圍繞容納患者的基板移動。尤其地，于是可以在基板之上和/或之下行進(jìn)的激光投影器是足夠的，從而其可以到達(dá)患者的所有身體區(qū)域并且在其愛護(hù)功能顯示圖形。投影器在軌道上的為了顯示圖形而必需的相應(yīng)停止位置例如可以由控制裝置或相應(yīng)使用的虛擬仿真程序來確定，并且驅(qū)動裝置被相應(yīng)控制來移動投影裝置。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以尤其適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的方法可以由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來執(zhí)行。


下面借助于附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)ー步說明。在附圖中，圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；圖2示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；
圖3示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；圖4示出了用于展示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的工作原理的示意圖。
具體實(shí)施例方式如果沒有其他說明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。在圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在患者身體表面上顯示幾何圖形的設(shè)備I。該設(shè)備具有基板2，在這個示例中是CT臺2，該基板以能借助于未詳細(xì)示出的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置沿著至少三個軸調(diào)節(jié)的方式設(shè)置。設(shè)備I還具有設(shè)置在殼體中的計算機(jī)X線斷層造影裝置4。在CT裝置4中可以以已知的方式基于患者的三維截面圖調(diào)節(jié)CT記錄。然后，在放射計劃中確定用離子化射線進(jìn)行輻射的目標(biāo)體積。在控制裝置5中，基于借助于患者3D截面圖確定的目標(biāo)體積計算例如在患者身體表面上為放射治療確定的治療區(qū)的相應(yīng)額定交會區(qū)的坐標(biāo)。圖I中所示的設(shè)備具有兩個各自具有激光器的投影裝置6。其中投影裝置6位置固定地設(shè)置在容納該設(shè)備的空間中，并且設(shè)置為相對于患者身體所成的角度使得這些投影裝置6的激光器一起可以到達(dá)患者身體3的所有區(qū)域。至少一個投影裝置6將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體3的表面上，方法是激光器所生成的激光束9足夠快地沿著幾何圖形引導(dǎo)，使得對于觀察者產(chǎn)生完整輪廓的印象。激光束9經(jīng)由兩個電氣驅(qū)動的電流計鏡沿著圖形引導(dǎo)。在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一實(shí)施方式。其與圖I中的設(shè)備的區(qū)別僅僅在于代替兩個位置固定地設(shè)置的投影裝置6，只設(shè)置一個投影裝置6，這個投影裝置可以借助于未詳細(xì)示出的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置沿著在治療臺2上方延伸的圓形軌道7行進(jìn)，如由箭頭8示意性地示出的那樣。其中由控制裝置5根據(jù)要相應(yīng)顯示的幾何圖形選擇投影裝置6 沿著軌道7的相應(yīng)停止點(diǎn)，并且調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置被相應(yīng)地控制。利用這個實(shí)施方式，只需要一個投影裝置6就可以在患者身體3的整個表面上顯示幾何圖形。在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的按照另一實(shí)施方式的設(shè)備。根據(jù)這個實(shí)施方式，兩個位置固定地設(shè)置的投影裝置6與控制裝置5 —起設(shè)置在用于放射治療的輻射空間中。此外，非常示意性地在基板2上示出了患者身體3，基板2經(jīng)由支座10支撐在底板11上。圖 3中的設(shè)備還具有兩個位置固定地相對地設(shè)置在患者身體3兩側(cè)的激光器12。這兩個激光器用于以已知方式借助于設(shè)置在患者身體3上的標(biāo)記在基板2上定位患者身體3。然后，控制基板2，使得患者身體3盡可能移動到預(yù)定地在放射計劃期間所位于的位置處。作為激光器12的替代或補(bǔ)充，也可以設(shè)置在圖3中僅僅示意性示出的激光掃描系統(tǒng)13或另一用于檢測身體表面的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)由申請人例如以“Galaxy”的名稱提供。在圖3中所示的設(shè)備還具有輻射裝置14，現(xiàn)在是直線性加速器(LINAC)。輻射裝置14生成用于患者身體3內(nèi)腫瘤治療的離子化射線。在根據(jù)圖3的設(shè)備中，又由投影裝置以激光束9將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體3上。其中圖形的投影如已經(jīng)參考圖I和2 介紹的那樣實(shí)現(xiàn)。同時，由輻射裝置14生成與由輻射裝置生成的離子化射線相對應(yīng)的光束 15。這個光束15在患者身體3上生成光交會區(qū)。幾何圖形可以是輻射裝置14的射線與患者表面的額定交會區(qū)。在這種情況下，必須使與要由輻射裝置14生成的離子化射線與患者表面的交會區(qū)相對應(yīng)的光交會區(qū)與幾何圖形重疊。通過將由投影裝置6投影到患者身體表面上的圖形與由輻射裝置14生成的光交會區(qū)比較，因此可以控制患者的正確定向。但是其前提是患者與先前CT記錄時完全一祥地被定位。以下將更詳細(xì)地介紹對這個定位的檢驗(yàn)。雖然在圖1至3中沒有顯示，但是在那里所示出的設(shè)備分別還具有傳感器裝置20， 傳感器裝置例如在圖4中被示出。傳感器裝置20具有ー個或者優(yōu)選具有多個攝像機(jī)，利用攝像機(jī)記錄由投影裝置6投影到患者表面3上的幾何圖形。攝像機(jī)20的可視范圍由箭頭 21,22示意性地示出。所記錄的數(shù)據(jù)被傳感器裝置20轉(zhuǎn)發(fā)給控制裝置5，控制裝置由此確定投影到患者身體3上的幾何圖形的三維坐標(biāo)。在將幾何圖形投影到患者身體3上之前， 借助于例如在圖1和2中所示的CT裝置4生成患者身體3的三維記錄。然后借助于這個記錄對位于身體中的腫瘤進(jìn)行放射計劃。尤其地，對腫瘤定位，并且確定輻射裝置與身體表面的至少ー個額定交會區(qū)。這個額定交會區(qū)然后被規(guī)定為幾何圖形。然后利用控制裝置 5基于其并且在固定規(guī)定地設(shè)置投影裝置6的情況下計算作為額定交會區(qū)的這個圖形在虛擬身體表面上的三維坐標(biāo)。這些坐標(biāo)被控制裝置5規(guī)定為額定坐標(biāo)?；颊呱眢w在CT記錄時的位置因此用作為參考位置。然后將由控制裝置5確定的實(shí)際投影到身體3上的額定交會區(qū)的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)比較。對此，在圖4中還可以看出，對于投影裝置6和輻射裝置14，不同的坐標(biāo)系Kl、K2 起作用。其坐標(biāo)原點(diǎn)能通過變換向量R相互轉(zhuǎn)換。在圖4中所示的例子中，實(shí)際的患者身體3偏離患者身體3的參考位置16。用于輻射的等同中心對于患者身體3的額定位置16 在17處顯示。由于實(shí)際患者身體3相對于參考位置16的偏離，由投影裝置6投影到患者身體3上的額定交會區(qū)18與虛擬患者身體上的虛擬額定交會區(qū)19不一致，如圖4中示意性所示。為了對這個偏離進(jìn)行校正，例如可以控制基板或其調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，以便使患者身體 3到達(dá)正確的位置，即參考位置。其中也可能的是由傳感器裝置20毎秒多次地記錄投影到患者身體3上的幾何圖形，并且將相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到控制裝置5。這可以基本上實(shí)時地又毎秒多次地由此確定所投影的圖形的3D坐標(biāo)，并且將其相應(yīng)地與額定坐標(biāo)比較。正好在幾何圖形在胸部區(qū)域中被投影到患者身體上吋，以該方式可以監(jiān)視患者的呼吸周期。相應(yīng)地于是可以只有在胸部的特定位置的情況下、即呼吸周期的特定位置的情況下才激活例如輻射裝置，否則去激活輻射裝置。通過這個門控確保了 即使在由于患者呼吸而導(dǎo)致器官、并且因此可能還有腫瘤發(fā)生位置變化的情況下也隨時對期望的身體部分進(jìn)行輻射。
權(quán)利要求
1.一種用于在位于基板上的患者身體的表面上顯示幾何圖形的設(shè)備，包括至少一個投影裝置￠)，利用投影裝置能將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體(3)的三維表面上，至少一個控制裝置(5)和光學(xué)的至少一個傳感器裝置(20)，利用傳感器裝置能夠記錄投影到患者身體(3)的表面上的幾何圖形并且將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置(5)，控制裝置(5)被構(gòu)造為根據(jù)由傳感器裝置(20)記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，控制裝置(20)被構(gòu)造為將所確定的投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)與三維額定坐標(biāo)進(jìn)行比較。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述投影裝置(6)具有至少一個光源、尤其是至少一個激光器，幾何圖形能通過以下方式被投影到患者身體(3)的表面上由光源生成的至少一個光束(9)、尤其是由激光器生成的至少一個激光束能足夠快地沿著坐標(biāo)被引導(dǎo)，使得產(chǎn)生沿著坐標(biāo)閉合的輪廓的印象。
3.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，在放射計劃或其中生成至少患者身體(3)的表面的虛擬顯示的虛擬仿真中確定額定坐標(biāo)，其中額定坐標(biāo)是在投影裝置(6)將幾何圖形投影到虛擬患者身體上時所得到的幾何圖形的坐標(biāo)。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備具有顯示軟件，利用顯示軟件能顯示預(yù)定的幾何圖形的坐標(biāo)和由此生成的圖形以及額定坐標(biāo)和由此得到的額定圖形，優(yōu)選能以不同的視圖進(jìn)行顯示。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，利用控制裝置(5)能夠通過將所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)進(jìn)行比較來計算用于基板(2)的位移向量，以便使所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)重疊。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，基板(2)能借助于適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)驅(qū)動裝置沿著一個或多個自由度移動，并且控制裝置(5)被構(gòu)造為控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置使得基板(2)根據(jù)所計算出的位移向量移動。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，傳感器裝置(20)被構(gòu)造為每秒多次地進(jìn)行幾何圖形的記錄以及將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置(5)，控制裝置(5)被構(gòu)造為同樣每秒多次地由所記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體(3)上的幾何圖形的三維坐標(biāo)并將其與額定坐標(biāo)比較。
8.如權(quán)利要求5至7之一所述的設(shè)備，其特征在于，控制裝置(5)被構(gòu)造為每秒多次地計算位移向量并且控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置使得基板(2)根據(jù)所計算出的位移向量移動。
9.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有用于生成對患者身體進(jìn)行放射治療的離子化射線的輻射裝置(14)，控制裝置(5)被構(gòu)造為在所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)之間的比較得到一額定值時始終每秒多次地控制輻射裝置(14)以生成離子化射線。
10.一種用于在位于基板上的患者身體的表面上顯示幾何圖形的方法，包括以下步驟由投影裝置(6)將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體(3)的三維表面上，借助于光學(xué)的傳感器裝置(20)記錄投影到患者身體(3)的表面上的幾何圖形，并且所記錄的數(shù)據(jù)被饋送給控制裝置(5)，控制裝置(5)根據(jù)由傳感器裝置(20)記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，由控制裝置( 將所確定的投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)與額定坐標(biāo)進(jìn)行比較。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在干，幾何圖形通過以下方式被投影到患者身體(3)的表面上至少ー個光束(9)、尤其是至少ー個激光束(9)足夠快地沿著坐標(biāo)被引導(dǎo)，使得產(chǎn)生沿著坐標(biāo)閉合的輪廓的印象。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在干，事先在放射計劃或其中生成至少患者身體(3)的表面的虛擬顯示的虛擬仿真中確定額定坐標(biāo)，其中額定坐標(biāo)是在投影裝置 (6)將幾何圖形投影到虛擬患者身體上時所得到的幾何圖形的坐標(biāo)。
13.如權(quán)利要求10至12之一所述的方法，其特征在干，利用顯示軟件顯示預(yù)定的幾何圖形的坐標(biāo)和由此生成的圖形以及額定坐標(biāo)和由此得到的額定圖形，優(yōu)選以不同的視圖進(jìn)行顯不。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在干，基于利用顯示軟件顯示預(yù)定的幾何圖形的坐標(biāo)和由此生成的圖形以及額定坐標(biāo)和由此得到的額定圖形，并且通過基板的尤其是反復(fù)地移動，使這兩個圖形在顯示中一致。
15.如權(quán)利要求10至14之一所述的方法，其特征在干，通過將所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)進(jìn)行比較來計算用于基板O)的位移向量，以便使所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)重疊。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在干，基板(2)能沿著ー個或多個自由度移動， 并且控制裝置( 控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置使得基板( 根據(jù)所計算出的位移向量移動。
17.如權(quán)利要求10至16之一所述的方法，其特征在干，傳感器裝置00)毎秒多次地進(jìn)行幾何圖形的記錄以及將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置(5)，控制裝置(5)同樣每秒多次地由所記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體C3)上的幾何圖形的三維坐標(biāo)并將其與額定坐標(biāo)比較。
18.如權(quán)利要求15至17之一所述的方法，其特征在于，控制裝置(5)毎秒多次地計算位移向量并且控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置使得基板( 根據(jù)所計算出的位移向量移動。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在干，具有輻射裝置(14)用于生成對患者身體C3)進(jìn)行放射治療的離子化射線，控制裝置( 在所確定的坐標(biāo)與額定坐標(biāo)之間的比較得到一額定值時始終毎秒多次地控制輻射裝置(14)以生成離子化射線。
全文摘要
本發(fā)明涉及在位于基板上的患者身體的表面上顯示幾何圖形的設(shè)備，包括至少一個投影裝置，利用投影裝置能將預(yù)定的幾何圖形投影到患者身體的三維表面上；至少一個控制裝置和光學(xué)的至少一個傳感器裝置，利用傳感器裝置能夠記錄投影到患者身體的表面上的幾何圖形并將所記錄的數(shù)據(jù)饋送給控制裝置，控制裝置構(gòu)造為根據(jù)傳感器裝置記錄的數(shù)據(jù)確定投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)，控制裝置構(gòu)造為將所確定的投影到患者身體上的幾何圖形的三維坐標(biāo)與三維額定坐標(biāo)進(jìn)行比較。
文檔編號A61N5/10GK102596315SQ201080039015
公開日2012年7月18日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者J·金德萊恩, T·特恩 申請人:拉普激光應(yīng)用有限公司