EP1525902B1

Delivery modification system for radiation therapy

Abstract

Radiotherapy controlling, treatment sinograms may be directly modified to correct for real time motion of patients or portions of patients resulting from physiological or other activity. Precalculated partial sinograms representing treatments of portions of a patient may be assembled to obtain a treatment sinogram for the entire patient without delay from conventional planning software. The partial sinograms are modified as representations of their corresponding portions and manipulated to conform to the particular dimensions of an actual patient. This constructed sinogram may be used directly or as a starting point for iterative optimization.

EP1525902B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 16

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Expired 6 August 2019, 7.1 years ago.

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7 claims: 7 independent, 0 dependent

  1. 1
    A radiation therapy machine (10) for providing a radiation beam (34) of individually energy and/or fluence modulated radiation rays directed generally along a beam axis and spaced apart perpendicular to the beam axis, the radiation beam axis positionable at a range of angles about a patient, the machine (10) being adapted to:(a) accept a treatment sinogram (57) of rows and columns providing energy and/or fluence of different rays for a given angle of the radiation beam axis, in rows, and energy and/or fluence of a given ray for different angles of the beam axis, in columns, for a patient at a first position;characterized by being further adapted to:(b) during radiation treatment using the treatment sinogram (57);(i) detect patient movement data indicating patient motion from the first position to a second position;(ii) directly modify the treatment sinogram (57) according to the detected patient motion;and to(c) continue the radiation treatment using the modified treatment sinogram (57);whereby rapid adjustments to the treatment plan may be effected. Appareil de radiothérapie (10), pour produire un faisceau d'irradiation (34) composé de rayons d'irradiation à modulation individuelle d'énergie et/ou de fluence, dirigés globalement suivant un axe du faisceau et espacés les uns des autres perpendiculairement à l'axe du faisceau, l'axe du faisceau d'irradiation pouvant être placé suivant une série d'angles autour d'un patient, l'appareil (10) étant conçu pour : (a) recevoir un sinusogramme de traitement (57) composé de rangées et de colonnes indiquant l'énergie et/ou la fluence de différents rayons pour un angle donné de l'axe du faisceau d'irradiation, en rangées, et l'énergie et/ou la fluence d'un rayon donné pour différents angles de l'axe du faisceau, en colonnes, pour un patient dans une première position, caractérisé en ce qu'il est en outre conçu pour :(b) pendant le traitement par irradiation à l'aide du sinusogramme de traitement (57) : (i) détecter des données de mouvement du patient indiquant le passage du patient de la première position à une seconde position ;(ii) modifier directement le sinusogramme de traitement (57) en fonction du mouvement détecté du patient ;et pour(c) poursuivre le traitement par irradiation à l'aide du sinusogramme de traitement modifié (57);grâce à quoi des ajustements rapides du plan de traitement peuvent être effectués. Ein Strahlentherapiegerät (10) zum Erzeugen eines Strahlenbündels (34) von individuell, energie- und/ oder fluenzmodulierten Strahlen, deren Ausrichtung im wesentlichen entlang einer Strahlungsachse verläuft und die in Bezug auf die Strahlungsachse senkrecht zueinander beabstandet sind, wobei die Strahlungsachse des Strahlenbündels in einer Reihe von Winkeln um den Patienten herum positioniert werden kann, wobei das Strahlentherapiegerät (10) ausgelegt ist für: a) die Aufnahme eines Behandlungssinogramms (57) mit Zeilen und Spalten, wobei für einen Patienten in einer ersten Position Energie und/ oder Fluenz von verschiedenen Strahlen für einen bestimmten Winkel aus der Strahlungsachse des Strahlenbündels in Zeilen dargestellt werden, und Energie und/ oder Fluenz von einem bestimmten Strahl für verschiedene Winkel aus der Strahlungsachse des Strahlenbündels in Spalten dargestellt werden;dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren ausgelegt ist für:b) die Nutzung des Behandlungssinogramms (57) während der Strahlenbehandlung;(i) die Erkennung von Bewegungsdaten eines Patienten, welche die Bewegung des Patienten von einer ersten Position in eine zweite Position anzeigen;(ii) die unmittelbare Änderung des Behandlungssinogramms (57) entsprechend der erkannten Bewegung des Patienten;undc) die Fortsetzung der Strahlenbehandlung unter Nutzung des abgeänderten Behandlungssinogramms (57);wobei schnelle Anpassungen an den Behandlungsplan erfolgen können.
  2. 2
    A radiation therapy machine according to claim 1, which is adapted to develop patient movement data by comparing tomographic images of the patient in the first position with tomographic images of the patient in the second position taken during radiation therapy. Appareil de radiothérapie selon la revendication 1, conçu pour élaborer des données de mouvement du patient en comparant des images tomographiques du patient dans la première position avec des images tomographiques du patient dans la seconde position, prises pendant la thérapie par irradiation. Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 1, welches dafür ausgelegt ist, Bewegungsdaten des Patienten zu entwickeln durch das Vergleichen von tomographischen Bildern des Patienten in der ersten Position mit tomographischen Bildern des Patienten in der zweiten Position, welche während der Strahlenbehandlung aufgenommen wurden.
  3. 3
    A radiation therapy machine according to claim 1, which is adapted to develop patient movement data by a patient movement model receiving as an input a physiological signal selected from the group consisting of:a respiration signal and a heartbeat signal. Appareil de radiothérapie selon la revendication 1, conçu pour élaborer des données de mouvement du patient suivant un modèle de mouvement du patient en recevant en entrée un signal physiologique choisi parmi : un signal de respiration et un signal de pulsations cardiaques. Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 1, welches dafür ausgelegt ist, Bewegungsdaten eines Patienten durch ein Bewegungsmodell eines Patienten zu entwickeln, welches als Eingangsgröße ein physiologisches Signal empfängt, welches aus einer Gruppe von Signalen, welches aus einem Atmungssignal und einem Herzschlagssignal besteht, ausgewählt wird.
  4. 4
    A radiation therapy machine according to claim 3, wherein the modification of the treatment sinogram (57) shifts corresponding rows of the treatment sinogram according to a component of the patient motion perpendicular to the given beam axis. Appareil de radiothérapie selon la revendication 3, dans lequel la modification du sinusogramme (57) de traitement déplace des rangées correspondantes du sinusogramme de traitement en fonction d'une composante du mouvement du patient perpendiculaire à l'axe de faisceau donné. Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 3, worin die Anpassung des Behandlungssinogramms (57) in Abhängigkeit von einer Komponente der Bewegung des Patienten senkrecht zu der gegebenen Strahlungsachse entsprechende Zeilen des Behandlungssinogramms verschiebt.
  5. 5
    A radiation therapy machine according to claim 4, comprising a multi-leaf collimator (38) having fixed leaf separation, and adapted to modify the treatment sinogram (57) by resampling the modified rows of the treatment sinogram to conform with the leaf separation of the multi-leaf collimator (38). Appareil de radiothérapie selon la revendication 4, comportant un collimateur multilame (38) à séparation fixe des lames, et conçu pour modifier le sinusogramme de traitement (57) en ré-échantillonnant les rangées modifiées du sinusogramme de traitement pour se conformer à la séparation des lames du collimateur multilame (38). Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 4, das einen Multilamellenkollimator (38) umfasst, der über eine feststehende Lamellenbeabstandung verfügt, und dafür ausgelegt ist, das Behandlungssinogramm (57) durch Resampling der abgeänderten Zeilen des Behandlungssinogramms abzuändern, damit es der Lamellenbeabstandung des Multilamellenkollimators (38) entspricht.
  6. 6
    A radiation therapy machine according to claim 3, wherein the change in patient position is non-uniform such as caused by a change in shape of internal structure to the patient and wherein the machine is adapted to modify the rows of the treatment sinogram by a shifting that is a function of the position perpendicular to the given beam axis;whereby change of shape of internal organs may be accommodated. Appareil de radiothérapie selon la revendication 3, dans lequel le changement de position du patient est non uniforme, provoqué par exemple par un changement morphologique d'une structure interne du patient, et l'appareil étant conçu pour modifier les rangées du sinusogramme de traitement en les déplaçant en fonction de la position perpendiculaire à l'axe donné du faisceau ;grâce à quoi il est possible de s'adapter à un changement morphologique d'organes internes. Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 3, worin die Veränderung der Position des Patienten nicht gleichförmig ist, wie es zum Beispiel durch Änderung der Form interner Strukturen des Patienten entsteht, und worin das Gerät dafür ausgelegt ist, die Zeilen des Behandlungssinogramms durch eine Verschiebung zu verändern, die eine Funktion der Position senkrecht zu der gegebenen Strahlungsachse ist;wobei eine Änderung der Form von inneren Organen berücksichtigt werden kann.
  7. 7
    A radiation therapy machine according to claim 1, adapted to develop patient movement data through a motion sensor selected from the group consisting of:a magnetic resonance imager;an optical scanner, and a location fixture attached to the patient. Appareil de radiothérapie selon la revendication 1, conçu pour élaborer des données de mouvements du patient à l'aide d'un détecteur de mouvements choisi parmi : un imageur par résonance magnétique, un lecteur optique et un dispositif de positionnement fixé au patient. Ein Strahlentherapiegerät nach Anspruch 1, welches dafür ausgelegt ist, Bewegungsdaten eines Patienten mittels eines Bewegungssensors zu entwickeln, welcher aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Magnetresonanztomographen, einem optischen Scanner und einer an dem Patienten angeordneten Positionierungsvorrichtung besteht.