DE10050026A1

DE10050026A1 - Verfahren und System zur Überprüfung verschiedener Arten von Bündelbegrenzungseinrichtungen in einem für Strahlungstherapie verwendeten Linearbeschleuniger

Info

Publication number: DE10050026A1
Application number: DE10050026A
Authority: DE
Inventors: John H Hughes; Francisco M Hernandez-Guerra
Original assignee: Siemens Medical Systems Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: US6466644B1; GB0023593D0; GB2358337B; GB2358337A; DE10050026B4; JP2001145702A

Abstract

Es werden Gesichtspunkte für die Überprüfung der Einstellung einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrichtung für eine Strahlungstherapie-Behandlungssitzung beschrieben. Vom Gesichtspunkt eines Systems gehört dazu ein Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20), wobei das Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20) einen Zubehörhalter (24) umfaßt. Eine Bündelbegrenzungseinrichtung (22) zur Erzeugung eines Behandlungsbereiches, wobei die Bündelbegrenzungseinrichtung (22) im Zubehörhalter (24) gehalten ist, ist ebenfalls eingeschlossen, zusammen mit einer ersten Steuereinrichtung (18) zum Steuern des Strahlungstherapiegeräts (20) und zur Durchführung eines Behandlungsplans. Eine zweite Steuereinrichtung (10) positioniert die Bündelbegrenzungseinrichtung (22) gemäß dem Behandlungsplan, wobei die Durchführung des Behandlungsplanes durch die erste Steuereinrichtung (18) davon abhängt, ob ein Zugriffscode auf die erste Steuereinrichtung (18) gegeben wird. Der Zugriffscode enthält einen Widerstandspaar-Kombinationswert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Bündelbegrenzungs einrichtungen in Strahlungstherapiegeräten und insbesondere auf das Vorsehen einer Anzahl von Bündelbegrenzungseinrich tungen in solchen Geräten.

HTNTERGRUND DER ERFINDUNG

Bündelbegrenzungseinrichtungen, wie ein Mini-Mehrlamellen- Kollimator für dritte Parteien (third party mini-multileaf collimator bzw. MMLC) werden normalerweise als Zubehör zu Linearbeschleunigern für die Strahlungstherapie verwendet. Diese MMLCs werden hauptsächlich für die Strahlungschirurgie und die konforme Strahlungstherapie verwendet. Wie ihr Name beinhaltet, liefern Mini-Mehrlamellen-Kollimatoren eine feinere Auflösung für die Anpassung an die Form eines Behand lungsbereiches als normale Mehrlamellen-Kollimatoren, z. B. 0,5 cm Auflösung statt 1,0 cm Auflösung. Durch Schaffung dieser feineren Auflösung wird größere Genauigkeit für be stimmte Behandlungsbereiche, wie das Gehirn, erzielt. Auch bei einer feineren Auflösung bleibt eine genaue Kollimatorpo sitionierung entscheidend für die Sicherstellung, daß nur der gewünschte Behandlungsbereich der Strahlung ausgesetzt wird.

Es besteht daher das Bedürfnis nach einem System und einem Verfahren zur Unterstützung von Bündelbegrenzungseinrichtun gen für dritte Parteien, welche Genauigkeit bei der Einstel lung der Bündelbegrenzungseinrichtung gewährleisten. Die Erfindung befaßt sich mit diesem Bedürfnis.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung schafft ein Verfahren und ein System zur Über prüfung der Stellung einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrich tung für eine Strahlungstherapie-Behandlungssitzung. Vom Gesichtspunkt des Systems ist ein Strahlungstherapie-Behand lungsgerät eingeschlossen, wobei das Strahlungstherapie-Be handlungsgerät einen Zubehörhalter umfaßt. Eine Bündelbegren zungseinrichtung zur Erzeugung eines Behandlungsbereiches, wobei die Bündelbegrenzungseinrichtung im Zubehörhalter gehalten ist, ist ebenfalls eingeschlossen zusammen mit einer ersten Steuereinrichtung zum Steuern des Strahlungstherapie geräts und zur Durchführung eines Behandlungsplanes. Eine zweite Steuereinrichtung positioniert die Bündelbegrenzungs einrichtung entsprechend dem Behandlungsplan, wobei die Durchführung des Behandlungsplanes durch die erste Steuerein richtung davon abhängt, ob ein Zugriffscode (accessory code) auf die erste Steuereinrichtung gegeben wird. Der Zugriffs code umfaßt einen Widerstandspaar-Kombinationswert.

Durch die Erfindung wird ein Code, der Werte für eine Wider standpaar-Kombination darstellt, für Bündelbegrenzungsein richtungen für dritte Parteien, insbesondere MMLCs, geschaf fen. Eine ungeeignete Positionierung der MMLCs führt zu einem Code, welcher einen "Nicht-bereit"-Zustand für die MMLCs darstellt und die Durchführung der Behandlungssitzung blo ckiert. So wird die richtige Positionierung der Zubehör-Bün delbegrenzungseinrichtung in einer direkten und wirksamen Weise gewährleistet, bevor Strahlung abgegeben wird. Diese und andere Vorteile der Erfindung sind besser verständlich in Verbindung mit der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Gesamtsystems gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Tabelle, welche eine Schlitz #3/Kontakt #3-Codierung für gültige MMMx-Codes darstellt.

Fig. 3a und 3b stellen gültige MMLC-Zugriffscodes für Schlitz #3 dar.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIHUNG DER ERFINDUNG Definitionen, Acronyne und Abkürzungen

BCI ist die Abkürzung für eine Blockcode-Schnittstelle für eine dritte Partei.
FRS ist die Abkürzung für Functional Requirements Specifica tions (Funktionserfordernisdaten).
IL ist die Abkürzung für Interlock (Sperrung), geltendgemacht von Mevatron.
Lantis® ist die Abkürzung für Local Area Network Therapy Information System (Therapieinformationssystem im lokalen Netzwerk) oder irgendein anderes Informationsverarbeitungs system.
MMLC ist der Ausdruck für mini-multileaf collimator (Mini- Mehrlamellen-Kollimator für dritte Parteien).
PID ist ein Ausdruck für Patient Identification (Patienten- Kennzeichnung).
Primeview® ist der Ausdruck für das SMS-OCS-Aufzeichnungs- und Bestätigungs- oder Überprüfungssystem.
SDS ist die Abkürzung für System Design Specification (Sys tembauartdaten).
SRS ist die Abkürzung für Software Requirement Specification (Software-Erfordernisdaten).
XPlan® ist das Warenzeichen für die third party Treatment Planning Software (Behandlungsplan-Software für dritte Par teien).

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kollimatoten in Strahlungstherapiegeräten und insbesondere auf das richtige Einstellen einer Anzahl von Kollimatoren an solchen Geräten. Die folgende Beschreibung wird gegeben, um einem durch schnittlichen Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung zu verwirklichen und zu verwenden und ist für den Zusammenhang einer Patentanmeldung und deren Erfordernisse bestimmt. Verschiedene Abänderungen des bevorzugten Ausführungsbei spiels und der allgemeinen Grundgedanken und Merkmale, die hier beschrieben werden, dürften dem Fachmann ersichtlich sein. Daher soll die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform eingeschränkt werden, sondern wird dem wei testen Schutzumfang zugeordnet, der mit den hier beschriebe nen Grundgedanken und Merkmalen übereinstimmt.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Gesamtsystems gemäß der Erfindung. Es wird bemerkt, daß die Systemnamen und -typen als Beispiel dienen und nicht die Bestandteile einschränken sollen, auf welche die Erfindung anwendbar ist. Insbesondere bezieht sich die folgende Beschreibung auf die Überprüfung der Einstellung von MMLCs. MMLCs stellen eine Art von Bündel begrenzungseinrichtung dar, auf welche die Gesichtspunkte der Erfindung insbesondere anwendbar sind. Einem Fachmann ist klar, daß eine Vielzahl von Bündelbegrenzungseinrichtungen, beispielsweise eine Stabeinrichtung (rod device), verwendet werden könnte und dann innerhalb den Gedanken und Umfang der Erfindung fallen würde. Gemäß Fig. 1 umfaßt das System eine Anzahl von Steuermechanismen einschließlich einer MMLC-Steu ereinrichtung 10, einen XPlan-Rechner 12, einen Lantis-Server 14, eine Primeview-Arbeitstation 16 und ein Mevatron-Steuer pult 18 sowie ein Radiothereapiegerät 20. In Fig. 1 bedeuten die gestrichelten Linien Netzwerkverbindungen, dünne ausgezo gene Linien bedeuten Eigentümer-Verbindungsprotokolle (pro prietary communication protocols) und dicke ausgezogene Li nien bedeuten festverdrahtete Verbindungen.

Funktionsbeschreibung XPlan und Lantis Server

Der XPlan-Rechner 12 erzeugt den MMLC-Behandlungsplan, der im RTP-Link-Fileformat auf den Lantis-Server 14 und auf die MMLC-Steuereinrichtung 10 übertragen wird. Ein MMLC-Behand lungsplan für einen bestimmten Patienten umfaßt eine Patien ten-ID sowie ein einzelnes Feld oder einen Satz von Feldern (fields). Behandlungspläne werden sodann zum Primeview für die Ausführung der Behandlung übertragen. Alle Behandlungspa rameter sind im Behandlungsplan angegegeben mit Ausnahme der aktuellen MMLC-Lamellenstellungen (leaf positions) der dritten Partei, da gegenwärtig nicht vorgesehen ist, sie im LantisServer 14 zu speichern. Der Lantis-Server 14 wirkt als SMSOCS-Bestätigungs- und Lesesystem (Verify and Read bzw. V system). Jedes zum Lantis-Server 14 und sodann zur Prime view-Arbeitsstation 16 übertragenes Feld des Behandlungspla nes gibt den Gerüstwinkel (gantry angle) und Kollimatorwin kel, die Tischstellung und andere Dosierungsinformationen für die Behandlungssitzung an. Der XPlan-Rechner 12 ordnet eine einzige MMLC-Zugriffscodierung jedem Feld eines MMCL-Behand lungsplanes zu.

MMLC-Steuereinrichtung

Die MMLC-Steuereinrichtung 10 listet jeden DMIP-Paketaus tausch zwischen der Primeview-Arbeitsstation 16 und dem Mevatron-Steuerpult 18 auf und decodiert sie. Bei der Erfas sung eines MMLC-Behandlungsfeldes im Behandlungs-Setup-Down loadpaket setzt die MMLC-Steuereinrichtung 10 das MMLC 22 in eine Stellung entsprechend dem geforderten Feld im downloaded Paket und wartet, bis die Lamellen des MMLC 22 eingestellt sind. Beim Einstellen der Lamellen des MMLC 22 prüft die MMLC-Steuereinrichtung 10 die Stellung. Ein Zugriffscode, d. h. eine Widerstandspaar-Kombination, erzeugt eine Angabe der Stellung und Aperturgröße des MMLC 22 und ist mit dem Mevatron-Steuerpult 18 über die BCI-Komponente 26 verbunden. Irgendein von der MMLC-Steuereinrichtung 10 erfaßter abnorma ler Zustand veranlaßt sie, eine Widerstandpaar-Kombination aufzubieten, welche am Mevatron-Steuerpult 18 einen "Nichtbe reit"-Zugriffscode bildet, wodurch ein weiterer Betrieb der Behandlungsroutine verhindert wird, bis die Abnormalität beseitigt ist oder wenn die Behandlung abgebrochen wird.

Blockcode-Schnittstellenkomponente (BCI)

Die BCI-Komponente 26 bildet die Schnittstelle zwischen der MMLC-Steuereinrichtung 10 und dem Mevatron-Steuerpult 18 über ein BCI/G41-Adapterkabel mit 37 Stiften. Die BCI 26 ist im Brückenbereich eng benachbart zum G41-Kartenkäfig angebracht, wie es dem Fachmann geläufig ist. Auf Befehl aus der MMLC teuereinrichtung 10 bietet die BCI 26 die angegebene Wider standspaar-Kombination den Zugriffscodekanälen des Mevatron 22 für Schlitz #3 (d. h. den Schlitz, innerhalb dessen die MMLC 22 gehalten wird), um den entsprechenden MMLC-Zugriffs code darzustellen.

Mini-Mehrlamellen-Kollimator (MMLC) für dritte Parteien

Der MMLC 22 für dritte Parteien ist ein für Rechnersteuerung geeignetes Strahlungstherapiegerät. Beispielsweise hat ein MMLC 22 für dritte Parteien 62 Lamellen und jede Lamelle produziert in einer Breite von 4,0 mm im Isozentrum bei einer maximalen Feldgröße von 10 cm auf 12 cm. Wie dargestellt, ist der MMLC 22 für dritte Parteien in einem Schlitz des Zubehör halters 24 angebracht.

Zubehörhalter

Eine abgeänderte Form eines normalen Zubehörhalters ergibt eine einfache Anpassung an MMLCs für dritte Parteien und Behandlungen, die nicht vom MMLC-Typ sind. Ein "Aufspal tungs"-Merkmal erlaubt die Verwendung der gleichen Zubehör halterbasis und einen physikalischen Schlitz #3, wo der MMLC 22 montiert ist. Die Abänderung des Zubehörhalters 24 erlaubt auch den Einbau anderer SMS-OCS-Normalzubehörteile in Schlit ze #1 und #2, erlaubt jedoch keinen SMS-OCS-Schlitz #3, wenn sie sich in der "MMLC-Form für dritte Parteien" befindet.

Primeview

Die Primeview-Arbeitsstation 16 bildet die SMS-OCS-Prüfungs- und Aufzeichnungsschnittstelle für grafische Benutzer, welche eine grafische Darstellung der Behandlungsparameter ergibt, die ausgegeben werden sollen. Neue Arten von Zugriffcodes stützen den MMLC für dritte Parteien, wie nachfolgend be schrieben.

Mevatron-Steuerpult-Software

Die Steuerpult-Software des Mevatron-Steuerpults 18 ergibt die Stütze für das Zugriffscodierschema des MMLC für dritte Parteien sowie für das Funktionieren der MMLC-Sperre. Wenn erforderlich, gibt das Steuerpult 18 ein Fehlersignal, z. B. IL 19, Zugriffslesefehler (Accessory Read Fault) in Anwesen heit des MML-NR-Codes ab, welches alle Zustände aufrechter hält. Um neue Zugriffcodes für dritte Parteien aufzunehmen, werden neue Widerstandspaar-Kombinationswerte im Schlitz #3, d. h. in den Kontakten #3 und #4 des Zugriffskanals, zugelas sen. Um zahlreiche Blockcodes für den MMLC für dritte Partei en zu ermöglichen, nehmen die gültigen Zugriffscodes die Form von MMxyyy an, wobei "x" von 0 bis 8 in Abhängigkeit von der Widerstandspaar-Kombination (RA und RB) im Schlitz #3/Kontakt #3 läuft und "yyy" von 001 bis 676 an der Widerstandspaar- Kombination (RA und RB) im Schlitz #3/Kontakt #4 läuft. Die Werte des Widerstandspaares für Schlitz #3/Kontakt #3 sind in Fig. 2 dargestellt.

Die Fig. 3a und 3b zeigen gültige MMLC-Zugriffscodes für Schlitz #3. Bei einer gültigen MMLC-Widerstandspaar-Kombina tion in Schlitz #3/Kontakt #3 erlaubt die Steuerpult-Software des Steuerpultes 18, daß die Widerstandspaar-Kombinationswer te in Schlitz #3/Kontakt #4 gültige MMLC-Zugriffcodes deco dieren, wie in den Fig. 3a und 3b aufgelistet. (Diese Figuren zeigen lediglich gültige Zugriffscodierungen MM0001 bis MM0676).

I/O-Funktionssteuereinrichtung (FC 7)

Die Funktionssteuereinrichtung 28 ist für das Ablesen und Berichten der Zugriffscodewerte im Mevatron-Steuerpult 18 verantwortlich. Eine neue Funktionalität in der Autosequenz- Behandlungsabgabe könnte verwendet werden, um Änderungen in einem Zugriffscode während eines Pausenzustandes zu ermögli chen.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Code entsprechend Werten einer Widerstandspaar-Kombination für Bündelbegren zungseinrichtungen für dritte Parteien, insbesondere MMLCs, vorgesehen. Eine falsche Positionierung der MMLCs führt zu einem Code, der einem "Nicht-bereit"-Zustand für die MMLCs entspricht und die Durchführung der Behandlungssitzung blo ckiert. So ist die richtige Einstellung der Zubehör-Bündel begrenzungseinrichtung in einer direkten und wirksamen Weise gewährleistet, bevor Strahlung abgegeben wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung gemäß den dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden ist, erkennt ein Fach mann leicht, daß Abänderungen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können und diese Abänderungen innerhalb den Gedanken und den Umfang der Erfindung fallen. Dement sprechend können viele Abänderungen durch einen Fachmann vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. System zur Prüfung der Stellung einer Zusatz-Bündelbe grenzungseinrichtung (accessory beam limiting device) für eine Strahlungstherapie-Behandlungssitzung, wobei das System umfaßt:
ein Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20), wobei das Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20) einen Zube hörhalter (24) aufweist;
eine Bündelbegrenzungseinrichtung (22) zur Erzeugung eines Behandlungsbereiches, wobei die Bündelbegrenzungs einrichtung (22) in dem Zubehörhalter (24) gehalten ist;
eine erste Steuereinrichtung (18) zum Steuern des Strahlungstherapiegeräts (20) und Durchführen eines Be handlungsplanes; und
eine zweite Steuereinrichtung (10) zum Positionieren der Bündelbegrenzungseinrichtung (22) aufgrund des Behandlungsplanes, wobei die Durchführung des Behand lungsplanes durch die erste Steuereinrichtung (18) von der Lieferung eines Zugriffscodes von der zweiten Steu ereinrichtung (10) zur ersten Steuereinrichtung (18) abhängt.

2. System nach Anspruch 1, bei welchem der Zugriffscode einen Widerstandspaar-Kombinationswert enthält.

3. System nach Anspruch 1, bei welchem die Bündelbegren zungseinrichtung (22) ferner einen Mini-Mehrlamellenkol limator (mini-multileaf collimator bzw. MMLC) aufweist.

4. System nach Anspruch 1, bei welchem die erste Steuerein richtung (18) den Behandlungsplan durchführt, wenn der Zugriffscode einen gültigen Positionscode für die Bün delbegrenzungseinrichtung angibt.

5. System nach Anspruch 1, bei welchem die erste Steuerein richtung (18) das Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20) in einem Nicht-bereit-Zustand hält, wenn der Zu griffscode einen Nicht-bereit-Zustand für die Bündelbe grenzungseinrichtung (22) anzeigt.

6. Verfahren zur Prüfung der Stellung einer Zusatz-Bün delbegrenzungseinrichtung für eine Strahlungstherapie- Behandlungssitzung, wobei das Verfahren umfaßt:
Übertragen eines Behandlungsplanes auf ein Strah lungstherapie-Steuergerät (18);
Einstellen einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrich tung (22) in eine Stellung aufgrund des Behandlungspla nes; und
Prüfen der Stellung gemäß einem vorbestimmten Code, um die Durchführung des Behandlungsplans zu steuern.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das Einstellen einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrichtung (22) das Einstellen eines Mini-Mehrlamellen-Kollimators (MMLC) umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem das Einstellen einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrichtung (22) das Einstellen durch eine MMLC-Steueranlage (10) umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das Prüfen der Stellung das Prüfen einer Widerstandspaar-Kombination umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Durchführung des Behandlungsplanes blockiert wird, wenn die Wider standspaar-Kombination einen vorbestimmten Nicht-bereit- Code ergibt.

11. System zur Steuerung der Positionierung einer Zusatz- Bündelbegrenzungseinrichtung (22) in einem Strahlungs therapiegerät (20), wobei das System aufweist:
eine erste Steuereinrichtung (10) zum Positionieren einer Zusatz-Bündelbegrenzungseinrichtung (22) in eine Stellung auf Grundlage eines Behandlungsplans und Iden tifizieren eines Zugriffscodes für die Zusatz-Bündel begrenzungseinrichtung (22); und
eine zweite Steuereinrichtung (18), die mit der ers ten Steuereinrichtung (10) gekoppelt ist und einen Behandlungsplan im Strahlungstherapiegerät (20) durch führt, wenn die erste Steuereinrichtung (10) einen gültigen Zugriffscode liefert.

12. System nach Anspruch 11, bei welchem der Zugriffscode eine Widerstandspaar-Kombination aufweist.

13. System nach Anspruch 11, bei welchem die Zusatz-Bün delbegrenzungseinrichtung (22) einen Mini-Mehrlamellen- Kollimator aufweist.

14. System nach Anspruch 11, bei welchem die erste Steuer einrichtung (10) die Stellung der Zusatz-Bündelbe grenzungseinrichtung (22) durch Erfassung von Kontakt- Widerstandswerten für die Zusatz-Bündelbegrenzungsein richtung (22) überprüft.

15. System nach Anspruch 14, bei welchem die zweite Steuer einrichtung (18) das Strahlungstherapiegerät (20) in einem Nicht-bereit-Zustand hält, wenn die Kontakt-Wider standswerte ungeeignet sind.

16. System zur Überprüfung der Stellung einer Zusatz-Bün delbegrenzungseinrichtung für eine Strahlungstherapie- Behandlungssitzung, wobei das System umfaßt:
ein Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20), wobei das Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20) einen Zubehörhalter (24) aufweist;
eine Bündelbegrenzungseinrichtung (22) zur Erzeugung eines Behandlungsbereiches, wobei die Bündelbegrenzungs einrichtung (22) im Zubehörhalter (24) gehalten ist;
eine erste Steuereinrichtung (18) zum Steuern des Strahlungstherapiegeräts (20) und zur Durchführung eines Behandlungsplanes; und
eine zweite Steuereinrichtung (10) zum Positionieren der Bündelbegrenzungseinrichtung (22) auf der Grundlage des Behandlungsplanes, wobei die Durchführung des Be handlungsplanes durch die erste Steuereinrichtung (18) davon abhängt, ob eine Widerstandspaar-Kombination von der zweiten Steuereinrichtung (10) auf die erste Steuer einrichtung (18) gegeben wird, und wobei die Wider standspaar-Kombination auf die Aperturgröße der Bündel begrenzungseinrichtung (22) bezogen ist.

17. System nach Anspruch 16, bei welchem die Bündelbegren zungseinrichtung (22) einen Mini-Mehrlamellen-Kollimator (MMLC) aufweist.

18. System nach Anspruch 16, bei welchem die erste Steuer einrichtung (18) den Behandlungsplan durchführt, wenn die Widerstandspaar-Kombination einen gültigen Stel lungscode für die Bündelbegrenzungseinrichtung (22) anzeigt.

19. System nach Anspruch 1, bei welchem die erste Steuerein richtung (18) das Strahlungstherapie-Behandlungsgerät (20) in einem Nicht-bereit-Zustand hält, wenn die Wider standspaar-Kombination einen Nicht-bereit-Zustand für die Bündelbegrenzungseinrichtung (22) anzeigt.