[发明专利]用于建立辐射规划的方法以及用于施加位置分辨的辐射剂量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于建立对于辐射产生装置的辐射规划的方法。本发明还涉及一种用于在使用至少一个辐射产生装置的条件下在至少一个辐射位置施加位置分辨的辐射剂量的方法。此外，本发明涉及一种用于建立辐射规划的装置、一种用于控制至少一个辐射产生装置的装置，以及一种辐射产生装置，其具有至少一个用于控制辐射产生装置的装置。

背景技术

目前在不同的领域使用辐射物体的技术。根据具体的应用要求，在此使用不同的辐射方法以及不同的辐射种类（例如光子辐射、粒子辐射等）。

在该技术的一些领域中例如要求，平面地或空间地照射物体，其中辐射应当尽可能均匀起作用。例如当要使材料变硬或以其他方式改变其材料特征时呈现该要求。在食品技术领域中也变得通常的是，使用特定的辐射种类来保持食品。

而在该技术的其他领域要求，以特定的、典型地是特别高的剂量来照射待照射的物体的仅特定的区域，而物体的其余部分不应当或尽可能少地被照射。对此的一个例子是在使用电磁辐射（部分地直到X射线范围以及之外）以及成像的掩模的条件下对微处理器的或其他的微结构或纳米结构的结构化。

位置上不同的剂量分布在此不一定仅二维结构化地进行，而是在一些技术领域中也在所有三个空间方向上结构化。在起作用的射线的这样的、三维的结构化中例如可以直接和立即照射位于待辐射的体内部的体积区域，而不会损伤所述体（特别是其外壳）或不必将其打开。

在此有时出现问题，即，待辐射的体（或在其内部的体积区域）不是仅静止/不动地呈现，而是可以发生，所述体或所述体的部分（特别是待辐射的体积区域）运动。运动不仅可以平移地相对于外部的坐标系进行，而且也可以以待辐射的体的不同区域相对于彼此的位移的形式（包括转动、变形、压缩和/或伸展）进行。

为了能够辐射这样的（本身）运动的体，使用所谓的四维辐射方法。在此结果是三维的辐射方法，其具有时间变化（时间作为第四维）。这样的材料处理方法的例子存在于材料科学领域中在制造高度集成的组件（特别是微处理器和存储芯片）的情况下以及在制造微结构和纳米结构的机械的情况下。

采用三维和四维辐射方法的该技术的另一个领域在于医学技术领域中。在此通常需要辐射身体内部的特定体积区域，例如肿瘤。辐射被理解为利用射线、例如粒子射线或光子射线施加于身体的内部的体积区域。特别地要求，利用尽可能高的剂量施加于特定的体积区域。周围的组织在此应当尽可能少地或优选地基本上根本不受到辐射剂量的负担。当周围的组织是所谓的关键组织时，例如是敏感的器官（专业术语称为OAR“Organ at Risk，风险器官”），这一点在特别的程度上成立。在此是例如脊髓、血管或神经节。

特别地在医学技术领域中，应用的方法出于可实行的原因应当尽可能精确并且无错误地工作。在医学技术领域中的另一个问题在于，由于不同的实际情况（例如患者的不同身体结构、不同的方位、不同的身高、肿瘤的不同的特性）实际上总是呈现不同的初始条件。也就是说，患者的辐射（治疗）必须分别单独地进行。这些单独的特征按照目前的现有技术通常在使用所谓的辐射规划的条件下的辐射规划中被考虑。在此，将由医生开出的对于不同的组织区域的剂量分布换算为“机器可读的参数”。换言之，计算对于产生射线的装置的参数组，该参数组决定，必须以何种方式对患者施加射线、例如粒子射线，以便尽可能好地获得由医生开出的剂量分布。在此，确定例如射线方位、射线能量、射线入射方向、粒子射线的时间引导（扫描运动）、粒子种类，等等。在建立辐射规划时要考虑大量非线性和复杂的关系。例如，在带电粒子的情况下要考虑到位于布拉格峰后面的、然而特别是在位于布拉格峰前面的组织中的（本身不期望的）剂量输入。此外，要计算地考虑所谓的相对生物效力（relative biologische Wirksamkeit，RBW）。射线对组织的作用取决于不同的参数，诸如射线种类、粒子种类、粒子能量和被辐射的组织本身的种类。此外要考虑二次辐射的效应。