DE4223488A1 - Restitutable compensation device for radiation treatment - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine restituierbare Ausgleichsvor richtung für die Strahlenbehandlung von zumindest auf der zu bestrahlenden Seite unebenen Körpern, insbesondere menschlichen bzw. tierischen Körpern, mit elektromagneti scher Strahlung und/oder Teilchenstrahlen, welche die Un ebenheiten durch Ausfüllen mit einem Füllmittel nivelliert, dessen Material bzw. Werkstoff demjenigen des zu bestrah lenden Körpers, zumindest im Bereich der Unebenheiten, an gepaßt ist.The invention relates to a restitutable compensation direction for radiation treatment of at least on the uneven bodies to be irradiated, in particular human or animal bodies, with electromagnetic shear radiation and / or particle beams, which the Un flatness leveled by filling with a filler, the material of which to be irradiated body, at least in the area of the bumps is fit.
In der medizinischen Strahlentherapie nicht operabler oder bereits operierter Mammakarzinome ist es bekannt, an die jeweils zu bestrahlende Brust eine individuell angepaßte Ausgleichsvorrichtung anzubringen, worin diese während der Bestrahlung eingebettet ist. Dadurch wird erreicht, daß un abhängig von der äußeren Form der Brust ein homogenes und in etwa planar angeordnetes Zielvolumen für die Bestrahlung gewährleistet ist.In medical radiation therapy not operable or Breast cancer that has already been operated on is known to the an individually adapted breast to be irradiated Equalization device to be installed, wherein this during the Radiation is embedded. This ensures that un depending on the external shape of the breast a homogeneous and approximately planar target volume for the irradiation is guaranteed.
Eine Offenbarung dieser bekannten Vorrichtung findet sich beispielsweise in dem Forschungsbericht "ELECTRON-BEAM THE- RAPY OF CANCER OF THE BREST" von Florence C.H. Chu and others, Vol. 89, August 1977. Dort ist in Fig. 1 eine ka stenförmige Ausgleichsvorrichtung dargestellt, die für jede Patientin individuell zu präparieren ist. Aus dieser Abbil dung wird deutlich, daß bei der Bestrahlung mit Elektronen unabhängig von der Brustform - ein im Körperinneren nahezu konstantes Bestrahlungs-Zielvolumen erreicht wird.A disclosure of this known device can be found, for example, in the research report "ELECTRON-BEAM THE- RAPY OF CANCER OF THE BREST" by Florence CH Chu and others, vol. 89, August 1977. There, a box-shaped compensation device is shown in FIG. 1, which has to be prepared individually for each patient. From this figure it becomes clear that when irradiating electrons regardless of the shape of the breast - an almost constant irradiation target volume is achieved inside the body.
Aus der von M. Niewald et al. in "Strahlentherapie und On kologie", 162, 1986, 605-612, Nr. 10, veröffentlichten Arbeit "Moulagen der Brustwand in der Strahlentherapie des operierten Mammakarzinoms mit schnellen Elektronen: ver gleichende Testung verschiedener Materialien" ist es ferner bekannt, bei der Bestrahlung der Brustwand mit schnellen Elektronen zur Prophylaxe und Therapie von Lokalrezidiven und Hautmetastasen eines operierten Mammakarzinoms den Tie fendosisverlauf der Elektronenstrahlung durch Brustauflagen verschiedener Kunststoffmaterialien in Richtung Körperober fläche zu verschieben. Die Ergebnisses dieser Untersuchun gen liefern somit eine Lehre dafür, wie die absolute Lage der Tiefendosiskurve der Strahlung bzw. der Teilchenstrah len durch zusätzlich aufgebrachte Moulagen in vorgegebener Weise verändert werden kann. Auch bei den dort genannten Materialien und der vorgestellten Methode besteht die Not wendigkeit, diese Brustauflagen (Moulagen) für jeden Pati enten individuell herzustellen.From the by M. Niewald et al. in "Radiotherapy and On ecology ", 162, 1986, 605-612, No. 10 Work "Moulages of the chest wall in the radiotherapy of the operated breast cancer with fast electrons: ver same testing of different materials "it is also known when irradiating the chest wall with rapid Electrons for the prophylaxis and therapy of local recurrences and skin metastases from an operated breast cancer fdose course of the electron radiation due to breast pads various plastic materials towards the upper body to move area. The results of this investigation gene thus provide a lesson for how the absolute location the depth dose curve of the radiation or the particle beam len by additionally applied moulages in a predetermined Way can be changed. Even with those mentioned there There is a need for materials and the method presented Maneuverability, these breast pads (moulages) for every pati to manufacture ducks individually.
Die bekannten Ausgleichsvorrichtungen sind daher nur sehr zeit- und kostenaufwendig herstellbar und führen insofern zu einem Abfallproblem, als die dort genannten Vorrichtun gen nur schwer oder gar nicht wiederverwendbar sind.The known compensation devices are therefore only very time-consuming and costly to produce and therefore lead to a waste problem than the devices mentioned there are difficult or impossible to reuse.
Aus den genannten Problemen leitet sich nun die Aufgaben stellung der vorliegenden Erfindung her, nämlich eine wie derverwendbare Ausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich neben den genannten Vorteilen be sonders dadurch auszeichnet, daß die individuelle Anpassung der Vorrichtung, beispielsweise an den Patienten, ambulant vorgenommen werden kann, d. h. die bisher notwendigen Präpa rationszeiten entfallen.The tasks are now derived from the problems mentioned manufacture of the present invention, namely a like the usable compensation device of the aforementioned Specify type that are in addition to the advantages mentioned is particularly characterized in that the individual adjustment the device, for example to the patient, on an outpatient basis can be made d. H. the previously required prep ration times are eliminated.
Diese Aufgabe wird bei einer restituierbaren Ausgleichsvor richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als Füllmittel ein fließfähiges(r) oder leicht verformbares(r) Material bzw. Werkstoff vorgesehen ist, das bzw. der in ei ner gas- bzw. luftdicht abgeschlossenen Hülle eingebettet ist, die zumindest auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite einen definierten formstabilen Flächenbereich auf weist, dagegen auf der dem Körper zugewandten Seite leicht verformbar ist. Durch Einbettung des Füllmittels in eine gas- bzw. luftdicht abgeschlossene Hülle ist gewährleistet, daß das Füllmittel beliebig oft wiederverwendbar ist. Die Verwendung eines besonders fließfähigen Füllmittels gibt die Gewährleistung, daß bei Auflage dieser Ausgleichsvor richtung auf den zu bestrahlenden unebenen Körper die Un ebenheiten ohne jeglichen Kraftaufwand individuell ausge füllt werden. Der der Strahlungsquelle zugewandte formsta bile Flächenbereich schafft nun ein - unabhängig von der individuellen Körperform - definiertes Niveau, aufgrund dessen sich die Eindringtiefe der elektromagnetischen Strahlung bzw. der Teilchenstrahlen exakt vorherbestimmen läßt. Der gas- bzw. luftdichte Abschluß der Hülle verhin dert, daß sich in dem Füllmittel Gas- bzw. Luftbläschen bilden. Diese Inhomogenitäten würden nämlich dazu führen, daß auch die Strahlung entsprechend inhomogen und damit schwer kalkulierbar in das Füllmittel eindringen würde. Die Lage der Tiefendosiskurve, d. h. das Zielvolumen bei der Be strahlung, richtet sich hier nach der Dicke des formstabi len Flächenbereiches.This task is the case with a restitutable compensation Direction of the type mentioned solved in that as Filler a flowable or easily deformable Material or material is provided, which or in egg embedded gas-tight or airtight cover is, at least on the one facing the radiation source Page on a defined dimensionally stable surface area points, on the other hand slightly on the side facing the body is deformable. By embedding the filler in a gas and airtight sealed envelope is guaranteed, that the filler can be reused any number of times. The Use of a particularly flowable filler the guarantee that when this compensation towards the uneven body to be irradiated Individual flatnesses without any effort be filled. The formsta facing the radiation source bile area now creates - regardless of the individual body shape - defined level, based on which is the penetration depth of the electromagnetic Determine radiation or particle beams precisely leaves. The gas or airtight seal of the envelope prevents changes that there are gas or air bubbles in the filler form. These inhomogeneities would lead to that the radiation is correspondingly inhomogeneous and therefore difficult to calculate would penetrate the filler. The Location of the depth dose curve, d. H. the target volume at Be radiation depends on the thickness of the form stabilizer len area.
In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind mögliche Materialien für das Füllmittel aufgeführt. Die Verwendung eines thermo plastischen Werkstoffes als Füllmittel kann sich insbeson dere dann als besonders vorteilhaft erweisen, wenn die Pla stizität bei der menschlichen Körpertemperatur von etwa 40°C einsetzt und somit erreicht wird, daß die Ausgleichsvor richtung sich lediglich bei Vorliegen eines Körperkontaktes durch plastisches Fließen des Füllmittels an die jeweilige Körperform anpaßt und nach Abnehmen der Ausgleichsvorrich tung diese einen derart formstabilen Zustand annimmt, durch den die Ausgleichsvorrichtung für die Wiederverwendung an diesem Körper aufgewahrt werden kann.Possible materials are in subclaims 2 to 6 listed for the filler. The use of a thermo plastic material as filler can in particular then prove to be particularly advantageous if the pla stity at human body temperature of about 40 ° C used and thus achieved that the compensation direction only when there is physical contact by plastic flow of the filler to the respective one Adapts body shape and after removing the balancing device tion assumes such a dimensionally stable state the compensation device for reuse this body can be stored.
Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß als Füllmittel ein in den strahlenab sorbierenden Eigenschaften besonders an den menschlichen bzw. tierischen Körper angepaßtes Material vorgesehen ist. Durch Verwendung eines in dieser Weise gearteten Füllmit tels kann erreicht werden, daß der zu bestrahlende, zunächst unebene Körper sich nach der Applikation der er findungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung so verhält, als sei die der Strahlungsquelle zugewandte Oberfläche ideal plan. Aufgrund dieses nunmehr ideellen Körpers lassen sich bei spielsweise die Dosistiefen besonders einfach vorausberech nen.The compensation device according to the invention can continue to do so be designed that as a filler in the rays sorbent properties especially on human or animal body adapted material is provided. By using a filler of this type can be achieved that the to be irradiated, initially uneven body itself after applying it inventive compensation device behaves as if the surface facing the radiation source is ideally flat. Because of this now ideal body, for example, the dose depths can be predicted particularly easily nen.
Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß das Füllmittel gas- bzw. luftfrei in der Hülle eingebettet ist. Es ist also bereits bei der Her stellung der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung ein besonderes Augenmerk darauf zu richten, daß die Füllung der Hülle keine Gas- bzw. Luftbläschen enthält, worauf in An spruch 1 bereits in allgemeinem Zusammenhang hingewiesen wurde.The compensation device according to the invention can continue to do so be designed so that the filler gas-free or air-free the envelope is embedded. So it’s already here position of the compensation device according to the invention Pay special attention to the fact that the filling of the Envelope contains no gas or air bubbles, what in An already mentioned in a general context has been.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß das Füllmittel und/oder die Hülle optisch trans parent sind. Damit kann die Strahlung bzw. der Teilchen strahl vor der Bestrahlung mittels sichtbarem Licht auf der Körperoberfläche justiert bzw. ausgerichtet werden. Diese Ausrichtung kann dabei anhand von Markierungen auf der Kör peroberfläche erfolgen. Ferner läßt sich auch der Strahlen gang während der Bestrahlung durchgehend verfolgen.The device according to the invention can also be designed in this way be that the filler and / or the shell optically trans are parents. So that the radiation or the particles beam before irradiation using visible light on the Body surface to be adjusted or aligned. This Alignment can be made using markings on the body per surface. You can also use the rays Follow the walk continuously during the irradiation.
Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, daß die Hülle aus Kunststoff, z. B. Sili kon, hergestellt ist. Dadurch kann beispielsweise eine sehr hygienische und einfach desinfizierbare Ausgleichsvorrich tung geschaffen werden, die darüber hinaus durch die Wahl eines entsprechenden Werkstoffes dem Patienten ein subjek tiv angenehmes Gefühl beim Körperkontakt mit dieser geben kann. Hierbei bietet sich insbesondere Silikon an, da die ses Material bereits erfolgreich bei Brustimplantaten ein gesetzt wird.The compensation device according to the invention can continue to do so be designed so that the sleeve made of plastic, for. B. Sili kon, is made. This can, for example, be a very hygienic and easily disinfectable leveling device tion can be created through the choice of a corresponding material to the patient a subject Give a pleasant feeling when in physical contact with it can. Here, silicone is particularly useful because the already successfully used this material in breast implants is set.
Die folgenden Ansprüche 12 bis 23 geben nun besonders vor teilhafte Ausführungsbeispiele des formstabilen Flächenbe reichs der Hülle an. Ein ebenförmig ausgebildeter Flächen bereich bietet sich z. B. bei der Bestrahlung von Mammakar zinomen an. Demgegenüber kann eine Ausführungsform mit ei nem gekrümmten Flächenbereich besonders vorteilhaft bei der Bestrahlung von Patienten im Halsbereich, beispielsweise bei Vorliegen eines Kehlkopfkrebses, eingesetzt werden. In diesen und ähnlich gearteten Fällen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, den formstabilen Flächenbereich dem gene rellen Formverlauf des zu bestrahlenden Körpers, unabhängig von lokalen Unebenheiten, anzupassen.The following claims 12 to 23 now specify partial embodiments of the dimensionally stable area give the envelope. A flat surface area offers z. B. when irradiating Mammakar zinomen. In contrast, an embodiment with egg nem curved surface area particularly advantageous in the Irradiation of patients in the neck area, for example in the presence of cancer of the larynx. In In these and similar cases, however, it can also be expedient, the dimensionally stable surface area to the gene rapid shape of the body to be irradiated, independently of local unevenness.
In den Unteransprüchen 15 bis 23 werden in unterschiedli cher Weise hergestellte Ausführungen der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung genannt. Dabei kann der formstabile Flächenbereich der Hülle entweder aus dem Material der Hülle selbst oder durch eine zusätzlich angebrachte Platte gebildet sein. Diese Platte kann sich nun innerhalb oder außerhalb der Hülle befinden und entweder mit der Hülle fest oder lösbar verbunden sein. Eine lösbare Verbindung ist besonders in den Fällen indiziert, bei denen eine Aus tauschbarkeit der Hülle bei fest vorgegebener Platte er reicht werden soll. Hierbei kann daran gedacht werden, daß verschiedene vorgefertigte Hüllen verwendet werden, die sich im Füllungsgrad, in der Füllungssorte oder ihrer Größe unterscheiden. Ferner können Platte und Hülle eine Einheit bilden. Entsprechend der optischen Transparenz des Füllmit tels und der Hülle kann es dabei zweckmäßig sein, auch die Platte optisch transparent auszuführen. Durch Verwendung beispielsweise einer Plexiglasplatte wird sichergestellt, daß die zu bestrahlende Körperoberfläche durch die Aus gleichsvorrichtung hindurch optimal und verzerrungsfrei eingesehen werden kann. Auf einer derartigen Platte können nun weitere Hilfsmittel, wie z. B. Linien für die Feinju stierung des Strahls, vorgesehen sein. Um eine Blasenbil dung in dem Füllmittel zu verhindern, kann es ferner zweck mäßig sein, die Hülle gas- bzw. luftdicht mit der Platte zu verbinden.In subclaims 15 to 23 are different Cher manufactured versions of the invention Compensating device called. The dimensionally stable Surface area of the envelope either from the material of the Cover itself or through an additional plate attached be educated. This plate can now be inside or are outside the envelope and either with the envelope be firmly or releasably connected. A detachable connection is particularly indicated in cases where an off interchangeability of the case with a fixed plate he should be enough. It can be remembered that various pre-made covers are used that the degree of filling, the type of filling or its size differentiate. Furthermore, plate and shell can be one unit form. According to the optical transparency of the filler means and the cover, it may be appropriate, even the Execute plate optically transparent. By using for example a plexiglass plate ensures that the body surface to be irradiated by the Aus like device through optimal and distortion-free can be viewed. On such a plate can now other tools, such as B. Lines for the Feinju station of the beam may be provided. For a bubble picture To prevent dung in the filler, it may also be useful be moderate, the cover gas-tight or airtight with the plate connect.
Schließlich kann bei der erfindungsgemäßen Ausgleichsvor richtung vorgesehen sein, daß der formstabile Flächenbe reich der Hülle kastenförmig ausgebildet ist. Die Seitenbe reiche einer derart ausgebildeten Vorrichtung können dabei als Halterungen an dem Bestrahlungstisch, dem Bestrahlungs tubus oder dem zu bestrahlenden Körper dienen. Die Seiten wände des Kastens können dabei für eine mehrseitige Be strahlung ausgelegt sein, die eine gleichzeitige Positio nierung und Fixierung des zu bestrahlenden Körpers in dem zu bestrahlenden Bereich durch allseitige Fixierung in dem Kasten ermöglicht.Finally, in the compensation according to the invention direction should be provided that the dimensionally stable area rich the case is box-shaped. The Seitenbe rich such a device can as holders on the radiation table, the radiation tube or the body to be irradiated. The sides walls of the box can be used for a multi-sided loading radiation designed to be a simultaneous position Fixation and fixation of the body to be irradiated in the area to be irradiated by fixation on all sides in the Box allows.
Im folgenden Teil wird die erfindungsgemäße Ausgleichsvor richtung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:In the following part, the compensation according to the invention direction explained using two exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1a eine Schnittzeichnung einer Ausgleichsvorrich tung, bei der der formstabile Flächenbereich der Hülle durch eine Plexiglasplatte gebildet ist (vor der Applikation) und Fig. 1a is a sectional drawing of a compensation device, in which the dimensionally stable surface area of the shell is formed by a plexiglass plate (before application) and
Fig. 1b eine entsprechende Darstellung einer bereits ap plizierten Ausgleichsvorrichtung während der Be strahlung eines Mammakarzinoms; Fig. 1b shows a corresponding representation of an already ap-compensated compensation device during the radiation of a breast cancer;
Fig. 2a eine Schnittzeichnung einer Ausgleichsvorrichtung mit einer kastenförmigen Ausbildung des formsta bilen Flächenbereichs der Hülle (vor der Applika tion) und schließlich Fig. 2a is a sectional drawing of a compensation device with a box-shaped design of the form-stable surface area of the envelope (before the application) and finally
Fig. 2b eine entsprechende Darstellung einer bereits ap plizierten Ausgleichsvorrichtung während der Strahlenbehandlung eines Mammakarzinoms. Fig. 2b shows a corresponding representation of an already ap plied compensation device during the radiation treatment of a breast cancer.
Die in Fig. 1a dargestellte erfindungsgemäße restituierbare Ausgleichsvorrichtung hat ein Füllmittel 1, das in einer aus einer Silikonhülle 2 und einer Plexiglasplatte 3 gebil deten Hülle eingebettet ist. Als Füllmittel 1 kann z. B. ein Gel oder ein bei etwa 40°C thermoplastischer Werkstoff vorgesehen sein. Die Plexiglasplatte 3 ist in zur Papiere bene senkrechter Richtung quadratisch ausgebildet. Die Si likonhülle 2 und die Plexiglasplatte 3 sind über eine Schweißnaht 4 gas- bzw. luftdicht miteinander verbunden.The illustrated restituierbare compensating device according to the invention in Fig. 1a has a filler 1, gebil Deten in one of a silicone sleeve 2 and a Plexiglas plate 3 is embedded sheath. As a filler 1 z. B. a gel or at about 40 ° C thermoplastic material may be provided. The plexiglass plate 3 is square in the plane perpendicular to the paper. The Si likonhülle 2 and the Plexiglas plate 3 are connected to each other via a weld 4 gas or airtight.
In Fig. 1b ist nun die in Fig. 1a gezeigte Ausgleichsvor richtung nach der Applikation an einem unebenen Körperbe reich 5 dargestellt. Dieser Körperbereich 5 kann beispiels weise eine karzinome weibliche Brust darstellen. Die Plexi glasplatte 3, die hier den definierten formstabilen Flä chenbereich darstellt, ist der Strahlungsquelle zugewandt, von der Strahlen 6 ausgehen. Aufgrund der quadratischen Form der Plexiglasplatte 3 wird lediglich der Brustbereich abgedeckt. Die dem Körper zugewandte Seite der Ausgleichs vorrichtung paßt sich fest anliegend und unter Vermeidung eines Zwischenraumes der Körperoberfläche an. Im Falle, daß das Füllmittel 1 ein den strahlungsabsorbierenden Eigen schaften des menschlichen Körpers angepaßtes Material dar stellt, wird nach der Applikation der Ausgleichsvorrichtung ein etwa rechteckförmiges Zielvolumen im Körperinneren be strahlt.In Fig. 1b, the compensation device shown in Fig. 1a after application to an uneven body area 5 is shown. This body area 5 can represent, for example, a carcinoma of the female breast. The plexi glass plate 3 , which here represents the defined dimensionally stable surface area, faces the radiation source from which the rays 6 emanate. Due to the square shape of the plexiglass plate 3 , only the chest area is covered. The body-facing side of the compensating device fits tightly and while avoiding a gap in the body surface. In the event that the filler 1 is a radiation-absorbing properties of the human body adapted material, an approximately rectangular target volume is radiated inside the body after the application of the compensation device.
Die in Fig. 2a dargestellte Ausgleichsvorrichtung setzt sich aus einem aus Plexiglas gefertigtem Kasten 8 sowie ei ner Silikonhülle 82 zusammen. Der Plexiglaskasten 8 besitzt an den in der Papierebene liegenden Seiten jeweils Ausspa rungen (hier nicht dargestellt), innerhalb derer die Patientin zu liegen kommt. Der Plexiglaskasten 8 und die Sili konhülle 8′ sind über eine Schweißnaht 9 fest miteinander verbunden. In die derart gebildete Hülle ist ein Füllmittel 7 eingebettet.The compensation device shown in Fig. 2a is composed of a box made of plexiglass 8 and egg ner silicone shell 82 together. The plexiglass box 8 has recesses on the sides lying in the paper plane (not shown here), within which the patient comes to lie. The plexiglass box 8 and the sili cone 8 'are firmly connected to each other via a weld 9 . A filler 7 is embedded in the envelope formed in this way.
Die in Fig. 2a gezeigte Ausgleichsvorrichtung wird nun in Fig. 2b im applizierten Zustand dargestellt. Dabei ist der Plexiglaskasten 8 auf einer Unterlage 12, die beispiels weise ein Bestrahlungstisch sein kann, fest aufgelegt, wo bei die Patientin 10 unter diesem Kasten 8 liegt. Bestrahlt wird in diesem Beispiel von drei Seiten 11. Der Kasten 8 erstreckt sich dabei lediglich über den Brustbereich des Patienten 10. Es ist jedoch auch denkbar, diesen Kasten mit der offenen Seite nach oben anzuordnen und den Patienten 10 darin hineinzulegen.The compensation device shown in FIG. 2a is now shown in FIG. 2b in the applied state. The plexiglass case 8 is firmly placed on a base 12 , which can be an irradiation table, for example, where the patient 10 lies under this case 8 . In this example, irradiation takes place from three sides 11 . The box 8 extends only over the chest area of the patient 10 . However, it is also conceivable to arrange this box with the open side upwards and to place the patient 10 in it.
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