[发明专利]用于辐照规划的方法和辐照规划装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于粒子治疗辐射方法的规划方法，其中逐个等能量层地在待辐照的目标体积中施加待沉积的剂量。此外，本发明还涉及一种相应的辐照规划装置。

背景技术

粒子治疗是现有的用于治疗组织、特别是肿瘤疾病的方法。然而，辐照方法还应用于非治疗领域。属于此的例如有研究工作，诸如用于产品开发，在对非生命体模体或身体进行的粒子治疗的领域内，对材料的辐照等。

在此，将带电粒子例如质子或碳离子或其他粒子加速到高能量，形成为粒子束并且经过高能量辐照传输系统传输到一个或多个辐照空间。在这些辐照空间的一个中利用粒子束辐照具有目标体积的待照射的对象。

可以逐个等能量层地进行利用粒子的辐照。在此将待照射的目标体积划分为多个在射线方向上先后的等能量层。每个等能量层与一个特定的粒子能量相关，该特定的粒子能量通过具有该能量的粒子到待照射的目标体积中的入射来表征。

在辐照时，相应设置粒子能量，以便利用期望的剂量照射对应的等能量层。在照射了该等能量层之后，改变粒子能量，以便照射下一个等能量层。该流程一直被重复，直到照射了所有等能量层并且由此利用期望的剂量完全地照射了目标体积。

在等能量层内部，可以以不同方式沉积剂量。例如，应用如下的扫描方法：其中粒子束连续地在等能量层内部的不同的位置上偏转，以便在那里分别给出期望的剂量。

例如，在DE102008009765A1中描述了逐个等能量层地照射。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于逐个等能量层的粒子治疗辐照流程的规划方法，其使得可以利用额定剂量照射目标体积并且在此同时保护围绕目标体积的组织。此外，本发明还涉及一种照射规划装置，在该照射规划装置上可以执行这样的规划方法。

上述技术问题是通过按照本发明的方法和装置解决的。

该用于粒子治疗辐照流程的辐照规划的方法(其中沿着多个在射线方向上先后布置的等能量层来施加剂量)包括以下步骤：

-规定待辐照的目标体积，

-确定最近侧的等能量层关于待辐照的目标体积的第一位置，

-在使用第一位置的条件下确定在该最近侧的等能量层的远侧的至少另一个等能量层关于待辐照的目标体积的第二位置。

远侧和近侧的表达在此涉及等能量层关于射线方向的位置。“近侧”意味着在射线方向上来看位于前面并且与粒子的小能量或与小入射深度相关。“远侧”意味着在射线方向上来看位于后面并且与粒子的高能量或与大的入射深度相关。

本发明基于以下认识，即，迄今为止的对于逐个等能量层地辐照的规划方法具有缺陷。例如，在迄今为止的规划方法中在目标体积中以固定距离定位等能量层。这一点通常这样进行，即，这样定位远侧的等能量层，使得目标体积恰好还被覆盖。属于远侧的等能量层的粒子的入射深度由此与目标体积的远侧的边匹配地来选择。

这样，不取决于肿瘤形状地通过等能量层互相的固定距离给出其他等能量层的位置。于是，根据目标体积的形状并根据等能量层的距离可能出现：由于最近侧的等能量层的位置，在射线方向上位于目标体积前面的区域负担了极大的剂量。

可以看出，粒子束的布拉格峰选择得越宽，则该效应越大。也就是说这随着等能量层的宽度更大而发生。由此等能量层与等能量层的间隔同样变得更大。于是，最近侧的等能量层以并非不重要的方式伸入到位于目标体积前面的区域中的可能性增加。

对于该问题的可能解决方案，所述解决方案基于布拉格峰的缩小(或基于等能量层的间隔的缩小)，具有如下结果，即，需要更大数量的等能量层，以便覆盖目标体积。但是，随后的辐照却导致辐照持续时间的延长。

使用推注(Bolus)，即，材料片(Material-Platte)，以强制产生所选择的能量的附加的(必要时目标体积特定的)改变，以便将剂量沉积与目标体积精确匹配的其他解决方案，由于射线散射和射线分裂而提高了辐照的开销并且产生了附加的负面效应。