DE2718804A1

DE2718804A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionierungskontrolle von patienten und/oder bestrahlungsquellen

Info

Publication number: DE2718804A1
Application number: DE19772718804
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Prof Dr Renner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1978-11-09
Also published as: GB1604734A; NL7804260A; US4262306A; JPS53135193A; DE2718804C3; FR2388540A1; DE2718804B2; SE7804830L

Description

RAINER-ANDREAS PAUL-ALEXANDER

kühnen & wacker■·"»—···*■—

Teleef.PAWAMUC-FREISINQ DIPL.-INQ. t> DIPL-INQ. U. DIPL..W1RT8CH.-INO. D-8050 FREISINQ / MÖNCHEN

11 BE 01013/vw

27. 4. 1977

Prof. Dr. Karlheinz Renner Am Wäldchen I5

3OOO Hannover-Isernhagen

Verfahren und Vorrichtung zur Positionierungskontrolle von Patienten und/oder Bestrahlungsquellen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierungskontrolle von Patienten und/oder Bestrahlungsquälen, bei welchem eine erste Position von einer Kamera aufgenommen und gespeichert wird und eine zweite von der Kamera aufgenommene Position mit der gespeicherten Position verglichen wird.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist beispielsweise aus der DT-OS 23 35 923 bekannt. Darin ist beschrieben, daß bei radiologischen Kopfaufnahmen Maßstäbe in und um den Kopfbereich eines Patienten angeordnet werden. Mit Hilfe dieser Maßstäbe kann anhand eines Vergleichfotos bei der Aufnahme einer zweiten Position eine Positionskontrolle vorgenommen werden.

Daraus ist zu ersehen« daß ein großer Bedarf im medizinischen

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Sektor darin besteht, daß der Körper bzw. ein Körperteil eines Patienten bei einer wiederholten Behandlung in eine möglichst genaue, mit der ursprünglichen Position übereinstimmenden Position gebracht werden soll. Die möglichst identische Poeitionsubereinstimmung einer früheren und einer späteren Position wird umso wichtiger, je gefährlicher die auf den Patienten gerichteten Strahlen sind. So ist beispielsweise bei der Tumorbestrahlung eine strikte Forderung, daß nur der Tumorherd selbst und nicht das angrenzende, gesunde Gewebe getroffen wird.

In der DT-OS 21 58 457 ist daher ein Lagerungsgerät für Patienten beschrieben worden, das den Patienten in imrnmer wieder der gleichen Lage fixieren soll. Dabei sind auf der Auflagefläche des Lagerungsgerätes, auf welchem die Becken- oder Oberschenke Ip art i en des Patienten zu liegen kommen Druck- und Kraftmesseinrichtungen vorgesehen, deren Werte dazu dienen, die Lage des Patienten jederzeit wiederholbar festzulegen. Es ist jοdoch leicht zu erkennen, daß gerade bei kranken Menschen erhebliche Gewichtsschwankungen auftreten und somit selbst an den wenigen Stellen, an denen die Druck- und Kraftmesseinrichtungen vorgesehen sind noch Ungenauigkeiten auftreten. So wird z.B. in der DT-OS 24 20 402 vorgeschlagen, daß die Lagerung von Patienten durch Kunststoffunterlagen vorgenommen wird, die mit einer schäumbaren und schnell aushärtenden Substanz gefüllt sind. Auch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bereits geringe Gewichtsverluste eines Patiezten zu einem Spiel zwischen der durch die Kunststoffunterlage erzielten Paßform und dem Patienten selbst führen, wodurch wiederum eine erneute Positionierung nicht mehr identisch mit der ursprünglichen Position durchgeführt werden kann. Zudem bedarf es neben der relativ komplizierten und teuren, sowie zeitauf-

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wendigen Ausbildung einer halben Körperschale, einer sehr großen Lagerkapazität, in welcher die Körperschalen mit möglichst kurzer Zugriffszeit erreichbar sind.

Ferner ist aus der DT-OS 23 61 155 eine Anordnung und ein Verfahren zur Festlegung und zur Aufrechterhaltung einer Lagebeziehung zwischen zwei Gegenständen bekannt. Dabei soll ein Patient in eine bestimmte Lage zu einer Bestrahlungsquelle gebracht und in einer genau eingestellten Lage gehalten werden. Hierzu wird vorgeschlagen, daß die Bestrahlungsquelle mit einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtbündels aus konzentrisch gemustertem Licht mit vom Mittelpunkt zu den Außenbereichen hin sich ändernder Lichtintensität versehen wird und daß ein reflektierendes Target am Patienten· zum Reflektieren des Lichtbundeis aus konzentrisch gemustertem Licht vorgesehen wird. Ferner ist ein Lichtfühler, der das am Target reflektierte Licht aufnimmt, so angebracht, daß ein Signal erzeugt wird, das dieser Lichtintensität proportional ist und das eine Steuereinrichtung zur Feststellung der Lagebeziehung zwischen dem ersten und zweiten Gegenstand, d.h. der Bestrahlungsquelle und dem Patienten anspricht. Diese Steuereinrichtung steuert dann die Bewegung der für den Patienten bestünden Liegefläche. Mit diesem Verfahren bzw. dieser Vorrichtung kann somit nur die Liegefläche in Abhängigkeit von der Bewegung eines Patienten während der Behandlung der jeweiligen Patientenbewegung nachgefahren werden, so daß keine ständige Fehlbestrahlung vorkommt und die Fehlbestrahlung der gesunden Körperbereiche reduziert wird.

Darüberhinaus soll aber auch die Bestrahlungsquelle so eingestellt werden können, daß ihr Bewegungsabiuf identisch mit demjenigen Bewegungsablauf ist, welcher bei der ersten Be-

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handlung vorgegeben worden ist. Dies bedeutet, daß der Bewegungsgang einer Bestrahlungsquelle abhängig von der jeweiligen Behandlung eines Patienten möglichst genau wiederrholbar sein soll. Dazu wurde in der DT-OS 1? 66 bereits eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung einer Bestrahlungseinrichtung beschrieben, bei welcher durch eine Dateneingabe der Bewegungsablauf der Bestrahlungsquelle auf eine frühere Einstellung geregelt werden kann. Es ist offensichtlich, daß eine derartige Vorrichtung neben den verschiedensten Messfühlern und Stellmotoren eine relativ aufwendige Datenerfassungs- und Eingabevorrichtung erfordert, mit welcher ein einmal eingestellter Bewegungsgang der Bestrahlungsquelle erneut eingestellt werden kann.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu schaffen, daß mit einfachsten, herkömmlich verfügbaren Vorrichtungen jede gewünschte Position, sei es die eines Patienten oder die einer Bestrahlungsquelle nahezu identisch wiederholbar ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, daß beispielsweise bei jeder herkömmlichen Bestrahlungsvorrichtung das erfindungsgemäße Verfahren,bzw. die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtamg angewendet werden kann, da weder das Verfahren noch die Vorrichtung auf den speziellen Aufbau einer Bestrahlungsvorrichtung beschränkt sind, denn eine raumstarre Kamera kann beinahe überall in der Nähe der Bestrahlungsvorrichtung angebracht werden, und meist ist auch die Anbringung einer

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quellenstarren Kamera im Strahlengang oder zumindest in dessen Nähe möglich.

Schließlich ist es auch ein sehr wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sogar die meist als lästig empfundenen Markierungen auf der Haut des Patienten entfallen können, da durch die Masse der voneinander unterschiedlichen Bildpunkte und insbesondere markante Konturlinien derartige Markierungen überflüssig machen.

Desweiteren kann die erste Position des Patienten und der Bestrahlungsquelle beispielsweise auf einem Magnetstreifen einer mit einem Magnetstreifen versehenen Karte einer Patientenkartei gespeichert werden, so daß auf diese Weise oder durch einen längeren Bandspeicher sehr kurze Zugriffszeiten bei der nächsten Behandlung möglich sind.

Auch eine laufende Überwachung einer erneut eingenommenen Position ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, da eine Bedienungsperson an ihrem Monitor ständig Positionsabweichungen feststellen kann und diese Abweichungen dem jeweils zu behandelnden Patienten über eine Gegensprechanlage in den Behandlungsraum hinein mitteilen, bzw. den Patienten zur Korrektur seiner Körperlage auffordern kann.

Nachfolgend ist ein Ausfürhungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt: _:

Fig.1 in perspektivischer Darstellung eine Anordnung der verschiedenen Einheiten, wie z.B. der raumstarren und der quellenstarren Kamera und deren schematisches Zusammenwirken;

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Fig.2 die von der quellenstarren Kamera aufgenommenen Positionen mit den drei Farbkontrasten, welche anzeigen, daß eine Distanzfehler zur Bestrahlungsquelle vorliegt;

Fig.3 die von der raumstarren Kamera aufgenommenen Positionen mit den drei Farbkontrasten, welche anzeigen, daß der Patient mit seinem Kopf eine kleine Nickbewegung machen muß, um den Posiitonsfehler auszugleichen und daß die Bestrahlungsquelle ebenfalls einen Positionsfehler gegenüber der ursprünglichen Einstellung aufweist.

Gemäß Fig.1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine raumstarre Kamera 10 und eine quellenstarre Kamera 12 auf. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genügt grundsätzlich die raumstarre Kamera 10, wenn sie derart im Bestrahlungsraum angeordnet ist, daß ein durch die raumstarre Kamera 10 aufgenommenes Bild 14 sowohl einen Bestrahlungstisch 16 mit einem darauf gelagerten Patienten als auch eine dem Bestrahlungstisch 16 zugeordnete Bestrahlungsvorrichtung 20 zeigt.

Bei der ersten Behandlung wird die dem jeweiligen Patienten 18 angepaßte Betrahlung hinsichUtich ihrer Intensität und Richtung berechnet und in Abhängigkeit von dieser Berechnung wird die Bestrahlungsvorrichtung 20 eingestellt, d.h. daß eine Bestrahlungsquelle 22 entweder fest oder in einer bestimmten Bewegungsrichtung zunächst zum Bestrahlungstisch und dann zum Patienten 18 eingestellt werden muß. Dabei ist die Bestrahlungsquelle 22 um eine Achse 24- schwenkbar, welche in Längsrichtung des Bestrahlungstisches 16 und damit des

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Patienten 18 oder dazu parallel verläuft. Ferner ist die Bestrahlungsquelle 22 um eine zur Achse 24 senkrecht verlaufende Achse 26 schwenkbar. Schließlich kann die Bestrahlungsquelle 22 noch in Richtung der Achse 24 verschoben werden, so daß im Bewegungsbereich der Bestrahlungsquelle jede Raumkoordinate auf dem Bestrahlungstisch bestrahlt werden kann.

Mit der raumstarren Kamera 10 wird daher bei der ersten Bestrahlung eines Patienten 18 die gewählte Position oder der gewählte Bewegungsverlauf der Bestrahlungsquelle 22 aufgenommen und als Bild 14 oder "als Film" von einem ersten Fernsehmonitor 28 wiedergegeben. Gleichzeitig wird jedes von der raumstarren Kamera 10 aufgenommene Bild in einzelne Bildpunkte,-entlang mehrerer Zeilen zerlegt. Diese Bildpunkte werden entsprechend ihrem Farbkontrastwert digitalisiert und binär oder tertiär kodiert. Die kodierten Bildpunkte werden entsprechend ihrem jeweiligem Digitalwert und ihrer Reihenfolge in einem Speicher 30 abgespeichert. Der Speicher kann dabei ein Magnetbandspeicher, ein Magnetkernspeicher, ein Halbleiterspeicher oder dgl. sein. Es liegt dabei im Bereich der Erfindung, eine Karte aus der Patientenkartei derart mit den digitalisierten Werten zu versehen, wie z.B. mit daran angebrachten Lochstreifen oder dgl., daß ein unmittelbarer Zugriff in der Reihenfolge der Behandlung verschiedener Patienten erfolgen kann. Auch eine Speicherung in einem krankenhauseigenen Zentralrechner, über ein daran angeschlossene Datenleitung liegt hierbei im Bereich der Erfindung.

Bei einer der Ersten folgenden Behandlung bzw. Bestrahlung kann nunmehr aufgrund der Speicherung der ursprünglichen Position eines Grobeinstellung dadurch erfolgen, daß zunächst

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die gespeicherte Position auf dem Fernsehmonitor 28 sichtbar gemacht wird. Es kann jedoch auch sofort die gespeicherte Position über eine Inverterleitung 32 auf den Fernsehmonitor 28 gegeben werden, so daß nicht das Positivbild der ursprünglich gespeicherten Position, sondern das Negativbild erscheint, d.h. daß der erste Farbkontrast, beispielsweise ein dunkler Farbkontrast in einen zweiten Farbkontrast, also einen hellen Farbkontrast umgesetzt wird. Wird nunmehr die raumstarre Kamera 10 eingeschaltet und das damit aufgenommene Bild der zweiten oder folgenden Position ebenfalls auf den Fernsehmonitor 28 gegeben, so erscheinen die damit gelieferten Bildpunkte in einer Positivdarstellung, d.h. daß alle in Wirklichkeit dunklen Bildpunkte auch als solche auf den Fernsehmonitor erscheinen und somit einen ersten Farbkontrast entsprechen. Diese Zusammenschaltung des über die Inverterleitung 32 kommenden Bildes und des über eine Kameraleitung yv kommenden Bildes erfolgt über eine Additionsschaltung 36. Die Additionsschaltung 36 muß dabei so ausgeführt sein, daß die einzelnen Bildpunkte wert-und positionsrichtig addiert werden. Anstelle einer Inverterleitung und einer Additionsschaltung kann auch eine Subtraktionsschaltung verwendet werden. Die Inverterleitung 32 und die Additions schaltung 36 bzw. eine Subtraktionsschaltung können auch im Fernsehmonitor 28 integriert sein.

Stimmt die ursprünglich von der Kamera 10 aufgenommene und im Speicher 30 gespeicherte Position mit der zweiten oder folgenden Position, welche von der raumstarren Kamera 10 aufgenommen wird, überein, dann erscheint auf dem Fersehmonitor 28 ein Bild, daß einen dritten Farbkontrast aufweist, wobei der dritte Farbkontrast zwischen dem ersten und zweiten liegt.

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Ist beispielsweise der erste Farbkontrast schwarz und der zweite Farbkontrast weiß, dann ergibt sich als dritter Farbkontrast ein Grauwert. Die Bedeutung der einzelnen Farbkontraste wird nachfolgend - noch anhand der Beschreibung von Fig.2 und Fig.3 näher erläutert.

Mit der raumstarren Kamera 10 kann sowohl die Positionskontrolle der Bestrahlungsvorrichtung 20 als auch des Patienten 18 vorgenommen werden. Bemerkenswert dabei ist, daß aus der Relativbeziehung zwischen den ersten und zweiten Farbkontrasten und insbesondere der diese Farbkontraste umgebenden Konturlinien nicht nur eine Positionsabweichung in der Bildebene, sondern auch in der Bildtiefe erkannt und damit korigiert werden kann.

Dies wird besonders deutlich, durch das in Fig.2 dargestellte Bild, welches von der quellenstarren Kamera 12 aufgenommen wird, welche im Strahlengang oder in der Nähe des Strahlengangs der Bestrahlungsquelle angeordnet ist und somit jenes Bild 4-0 an einen Fernsehmonitor 38 liefert, welches dem Bestrahlungsfeld der Bestrahlungsquelle 22 mindestens entspricht. Wie bereits betont, ist die quellenstarre Kamera 12 nicht unbedingt für die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens erforderlich. Dennoch ist die quellenstarre Kamera 12 als zusätzliche Positionskontrolle sehr vorteilhaft, da das Bestrahlungsgebiet wegen der geringeren Entfernung noch genauer auf Positionskonstanz kontrolliert werden kann. Zudem ergibt sich eine andere Perspektive, aus der Entfemungs- und Drehfehler noch genauer erkannt werden können. Die quellenstarre Kamera 12 kann dabei entweder an den selben Fernsehmonitor wie die raumstarre Kamera 10 oder an den gesonderten Fernsehmonitor 38 angeschlossen werden. Auch der für die raumsrarre Kamera 10 vorgesehene Speicher 30 kann für die quellenstarre Kamera 12 um einen weiteren Speicher 42 ergänzt werden.

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Gleiches gilt auch für eine gesonderte Inverterleitung 44 iind Additionsschaltung 46. Natürlich kann auch für den Speicher 42 der quellenstarren Kamera und dem dazugehörigen Fernsehmonitor 38 wiederum die Inverterleitung 44 und Additionsschaltung 46 durch eine Subtraktionsschaltung er- · setzt werden. In diesem Falle ejrgäbe sich ein paralleles, vollkommen gleich aufgebautes System jeweils für die raumstarre Kamera 10 und die quellenstarre Kamera 12.

Als raumstarre Kamera 10 und quellenstarre Kamera 12 werden bevorzugt Fernsehkameras herkömmlicher Bauweise verwendet. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung bei einfacherer Ausführung Fotoapparate zu verwenden, deren Einzelbilder in analoger Weise die drei verschiedenen Farbkontraste liefern· Auch Filmkameras können beispielsweise derart verwendet werden, daß die erste Position aufgenommen und somit gespeichert wird. Die zweite oder folgende Position könnte dann beispielsweise über eine Lichtverstärkung durch ein fest eingebautes Objektiv erhalten werden, an welches bei der ersten Position die Filmkamera angeschlossen war. Die Projektion durch diese fest eingebaute Objektiv und der gespeicherte Film könnten dann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterverarbeitet bzw. verwendet werden. Schließlich ist ferner die Verwendung von Infrarot- oder sonstigen Kameras möglich, welche irgendeinen bestimmen gewünschten Wellenbereich aufzunehmen vermögen.

Besonders interessant ist auch die Verwendung von Röntgenkameras, d.h. Kameras die die auf dem Körper des Patienten auftreffenden gering und leicht dosierten Röntgenstrahlen in ein Bild umzusetzen vermögen, da dadurch beispielsweise

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auch während der Bestrahlung festgestellt werden kann« ob die Position und damit die Größe und Läge eines Tumors oder eines sonstig interessierenden Teil des Körpers einer Änderung unterworfen ist.

In Fig.2 ist die von der quellenstarren Kamera 12 aufgenommene erste und zweite Position bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die äußere (ausgezogene) Kontur zeigt dabei die erste Position und die innere (gestrichelte) Kontur zeigt die zweite Position.Durch die gleichmäßige parallele Verschiebung der Konturlinien in der Bildebene ist sofort erkennbar, daß ein Abstandsfehler zwischen den beiden Positionen vorliegt. Dies bedeutet, daß der Bestrahlungstisch in seiner Höhe derart verstellt werden muß, daß der Patient näher an die Bestrahlungsquelle herankommt, solange bis beide Konturlinien einander überdecken. Weist aber der Körper einen beispielsweise gleichmäßigen Grauton auf, was dem dritten Farbkontrast entspricht, dann bedeutet dies, daß lediglich der Kopf des Patienten höher gelagert werden muß, d.h. daß der Kopf etwas naher an die Bestrahlungsquelle herangebracht werden muß. Diese schnelle und rasche Feststellung des Abstandsfehlers wäre beispielsweise durch Vergleich von zwei positiven bzw. negativen Aufnahmen nicht feststellbar, da alleine die verstärkt dargestellt Differenz der beiden Konturlinien diesen Fehler sichtbar nacht. Dies bedeutet, daß eine große Redundanz an Bildpunkten eine dritte Dimension auf dem Bildschirm erkennbar werden läßt. Somit ist der Kern der Erfindung darin zu sehen, daß einzelne Bildpunkte, die niemals als fehlerhaft vom menschlichen Auge erkannt werden könnten, erst durch ihre Integration erkennbar werden. Diese Integration bedeutet, daß eine große Anzahl von Bildpunkten, welche Fehler erkennen lassen, durch dieses Verfahren sinnvoll zusammengestellt werden.

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In Pig. 3 ist in vergrößerter Darstellung aus dem Bild das von der raumstarren Kamera 10 geliefert wird, wiederum der Kopf eines Patienten 18 dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß die erste Position mit einer ersten (ausgezogenen) Korinrlinie von der zweiten Position mit der zweiten (gestrichelten) Konturlinie abweicht. Das gleiche gilt für einen noch im Bildbereich erkennbaren Teil der Bestrahlungsvorrichtung 20. Die durch dieses Bild gelieferte Aussage besagt zunächst, daß die Bestrahlungsvorrichtung 20 noch nicht richtig justiert, d.h. noch nicht die bei der ersten Bestrahlung angewendete Bestrahlungseinstellung aufweist. Wenn die Bestrahlungsvorrichtung richtig eingestellt ist, was an der Übereinstimmung der Konturlinien beispielsweise erkennbar ist, dann kann der Kopf des Btienten ebenfalls in seiner Lage korrigiert werden. Dies bedeutet in diesem Falle, daß der Patient eine kleine Nickbewegung durchzufuhren hat, welche in Richtung nach unten, d.h. zum Brustkorb hin erfolgen muß. Dies kann beispielsweise dem Patienten durch eine Wechselsprechanlage in den Behandlungs- bzw. Bestrahlungsraum hinein mitgeteilt werden. Ist beispielsweise die Konturlinie des Ohres parallel verschoben, so bedeutet dies, daß der Patient seinen Kopf etwas drehen muß, und zwar so lange, bis diese Konturlinie mit der ursprünglichen übereinstimmt, bzw. kein erster und zweiter Farbkontrast mehr erkennbar sind und auf dem Bild nur noch ein dritter Farbkontrast wie z.B. ein Grauton zu erkennen sind.

Die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Bilddarstellungen sind hinsichtlich ihrer Aussagekraft beschränkt, da die Darstellung lediglich auf Konturlinien bezogen ist. Wesentlich deutlicher wird jedoch das erfindungsgemäße Verfahren wenn vollständige

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Bilder eines Patienten oder einer Bestrahlungsvorrichtung die Vorteile der Erfindung zum Ausdruck bringen, denn erst dann wird die große Redundanz der einzelnen Bildpunkte mit ihrer ganzen Aussagekraft deutlich. Diese sinnvoll einander zugeordnete Menge an Bildpunkten mit verschiedenen Farbkontrastwerten kann dann ihre volle Wirkung entfalten, was bedeutet, daß die Anweisungen an den Patienten, zur Änderung seiner noch nicht positionsrichtigen Körperpartien und- haltungen nahezu von jedem Laien dem Patienten mitgeteilt werden können. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht die Verwendung von Farbkameras vor, so daß beispielsweise die ersten Farbkontraste und die zweiten Farbkontraste als Komplementärfarben auf dem Bildschirm oder dergleichen* erscheinen.

Als Ergebnis der Erfindung kann somit gesehen werden, daß mit der erfindungsgemäßm Vorrichtung, die weitgehend aus herkömmlich verfügbaren Bausteinen zusammengesetzt ist, alle Bestrahlungsräume ausgerüstet werden können, unabhängig von deren technischem Stand, da in jedem Falle eine sinnvolle Ergänzung erreicht wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können wesentlich genauere Bestrahlungen durchgeführt werden, da die jeweils vom Patienten einzunehmenden Positionen weitgehend identisch sind und diese Genauigkeit erreicht wird, indem lediglich eine Anlernkraft die Bildschirmkontrolle übernimmt und die Anweisungen an den Patienten in den Behandlungsraum hineingibt.

Natürlich kann das vorstehend beschriebene Verfahren nicht nur bei Bestrahlungsvorrichtungen verwendet werden, sondern generell bei allen bewegten Objekten, wobei darauf zu achten ist, daß sowohl das quellenstarre als auch das

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raumstarre System zunächst für sich jeweils unabhängig verwendet werden kann. Als quellenstarr wird dabei in der allgemeinen Verwendung die von einem bewegten Objekt ausgehende Beobachtung mit einer Kamera bezeichnet.

Als Beispiel könnte hierzu ein Schiffs-, Plugzeug-, Autooder jedes sonstige System infrage kommen, bei welchem Relativbewegungen zwischen einer festen Position und einer bewegten Position überwacht und festgestellt werden sollen. Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es

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auch möglich, daß ein O-/,der im Regelfall mit der raumstarren Position identisch ist, auch auf ein bewegtes Objekt verlegt werden kann. Dies wäre beispielsweise dann der Fall, wenn die Positionskontrolle von einem Schiff aus geht, bei welchem die Relativbewegung und damit die Positionsverschiebung zwischen dem beobachtenden Schiff und der Küsten- bzw. Hafenlinie und einem anderen Schiff erfaßt werden soll. Könnte beispielsweise von dem beobachtenden Schiff aus die Bewegung eines anderen Schiffes auch aus der Sicht eines anderen Schiffes beobachtet werden, so wäre in diesem Falle zwar die Relativbewegung der beiden Schiffe aufeinander zu oder voneinander weg zu erkennen, aber eine wesentlich bessere und damit informativere Positionsfeststellung wäre jedoch erst dann gegeben, wenn beispielsweise von einem Leuchtturm aus eine Kamerakontrolle auf das beobachtende Schiff eingespielt wird, welcher senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den beiden Schiffen in einigem Abstand auf der Küste steht. Ähnliche Anwendungsfälle wären beispielsweise auch bei der überwachung von sonstigen Transportsystemen oder bei der Überwachung eines zu schützenden Objektes, wie z.B. eines Hauses, möglich.

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Da bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren auch davon ausgegangen wird, daß Kameras verwendet" werden, die abhängig von dem jeweilig gewünschten Zweck entsprechende Wellenlängen aufnehmen können, ist es daher auch möglich, daß beispielsweise bei der überwachung eines Hauses nicht nur Veränderungen im sichtbaren Wellenlängenbereich, sondern auch in anderen Wellenlängenbereichen, wie z.B. den Infrarotwellenbereichen, erfaßt werden. Dies würde bedeuten, daß von einer Kamera beispielsweise Differenzbilder geliefert werden, wenn ein Einbrecher über einen Zaun steigt, da dann die vorherige Position des Zaunes mit derjenigen Position verschieden wäre, bei welcher der Zaun und der Einbrecher dargestellt sind. Somit würde der dritte Farbkontrast diejenigen Stellen des Zaunes zeigen, welche mit den vorherigen Position des Zaunes identisch sind, während Veränderungen des Zaunes durch die Gestalt des Einbrechers in einem ersten oder zweiten Farbkontrast erscheinen und somit sofort eine wesentlich bessere Information geben. Eine weitere Kamera könnte beispielsweise thermische Veränderungen, also z.B. das Entstehen eines Feuers, aufzeigen. Auch Druckwellen könnten auf diese Weise dargestellt werden, wobei wiederum nur jene Änderungen dargestellt werden sollen, welche mit der davor gespeicherten Position verschieden sind. Diese Reihe von Anmeldungsbeispielen könnte beliebig fortgesetzt werden, soll jedoch hier den Rahmen der Anmeldung nicht sprengen, da jeder Fachmann bei Kenntnis des Anmeldungsgegenstandes zu diesen und anderen Anwendungsbeispielen kommen kann.

Eine wesentliche Bedeutung des Anmeldungsgegenstandes ist somit darin zu sehen, daß ein Flächenbild mit sehr vielen Punkten als Rechengröße eingeführt wird, wobei die mit

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einem vorherigen Flächenbild identischen Bildpunkte nur sekundär interessieren, während primär die Differenz der Bildpunkte zur weiteren Verarbeitung der durch die Differenzbildpunkte gegebenen Informationen dient. Somit könnte stark vereinfachend auch von einem Rechner mit einem optischen Speicher gesprochen werden, bei dem zuerst diejenigen optischen Speicherwerte erfaßt werden, welche eine Änderung gegenüber früher gespeicherten optischen Werten aufweisen und bei welchem dann erst die Verarbeitung derjenigen Informationen bzw. Daten einsetzt, welche in dem vorgeschalteten System als Differenzwerte ausgefiltert worden sind. Diese Vor- und Nachschaltung kann natürlich noch beliebig verknüpft und vermascht werden.

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Claims

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Tetoflr.PAWAMUC-FREISING dipl-ino. DiPL-INQ-U-DiPU-WiRTeCa-IiIa. D-8050 FREISINQ / MÜNCHEN

Prof. Dr. Karlheinz Renner 11 RE 0101 3

Am Wäldchen 15 27. 4. 1977

Hannover-Isernhagen

ANSPRÜCHE

Verfahren zur Positionierungskontrolle von Patienten und /oder Bestrahlungsquellen, bei welchem eine erste Position von einer Kamera aufgenommen und gespeichert wird und eine zweite, von der Kamera aufgenommene Position mit der gespeicherten Position verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kamera (10; 12) aufgenommene und in Positivoder Negativdarstellung wiedergebbare erste Position in eine Negativ- bzw. Positivdarstellung umgesetzt und mit der von der Kamera (10; 12) aufgenommenen zweiten Position in Positiv- bzw. Negativdarstellung derart zur Deckung gebracht wird, daß alle Bildpunkte der ersten Position in einem ersten Farbkontrast und daß alle Bildpunkte der zweiten Position in einem zweiten Farbkontrast und daß alle deckungsgleichen Bildpunkte in einem dritten Farbkontrast darstellbar werden und daß die zweite Position des Patienten und/oder der Strahlungsquelle so lange korigiert wird, bis nur noch der dritte Farbkontrast dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine parallele Verschiebung des ersten Farbkontrastes zum zweiten Farbkontrast in einer zur Aufnahmerichtung der Kamera senkrechten Ebene und in einer zur Längsachse des Patienten und/oder der Strahlungsquelle

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ORIGINAL INSPECTED

senkrechten Richtung eine Drehung des Patienten und/oder der Strahlungsquelle um dessen bzw. deren Längsachse darstellt.
3. Verfahren nah Anspruch 1 oder" 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein winkelförmiger Verlauf des ersten Farbkontrastes zum zweiten Farbkontrast in einer zur Aufnahmerichtung der Kamera senkrechten Ebene eine Drehung des Patienten und/oder der Strahlungsquelle um eine zur Aufnahmerichtung der Kamera parallele Achse darstellt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch'gekennzeichnet, daß eine parallele Verschiebung des ersten Farbkontrastes zum zweiten Farbkontrast in einer zur Aufnahmerichtung der Kamera senkrechten Ebene und Richtung eine Abstandsabweichung der Kamera vom Patienten und/oder der Strahlungsquelle darstellt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt die zweite Position der Bestrahlungsquelle und in einem zweiten Verfahrensabschnitt die des Patienten kontrolliert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet , daß der erste Verfahrens schritt mit einer raumstarren Kamera (10) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5$ dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Verfahrensschritt mit einer raumstarren oder einer in oder in der Nähe des Strahlungsganges der Bestrahlungsquelle angeordneten quellenstarren Kamera (12) durchgeführt wird.

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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Patienten und/oder auf der Bestrahlungsquelle Hilfsmarkierungen mit einem ersten oder zweiten Farbkontrast aufgebracht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß eine Fotokamera als raumstarre und/oder quellenstarre Kamera verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß eine Filmkamera als raumstarre und/oder quellenstarre Kamera verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß eine Fernsehkamera als raumstarre und/oder quellenstarre Kamera verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß Jede von jeder Kamera aufgenommene Position in einzelne Bildpunkte zerlegt wird, und daß den Bildpunkten ein dem jeweiligen Farbkontrast entsprechender binär gestufter Digitalwert zugeordnet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Digitalwert der einer ersten Position entsprechenden Bildpunkte auf einen Speicher (30; 42) und/oder einen Wiedergabeträger (14; 40) geleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet , daß als Wiedergabeträger (14; 40) ein Fernsehmonitor (28; 38) verwendet wird.

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15· Verfahren nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher (30; 4-2) ein Magnet» speicher oder eine Bildplatte oder ein Kernspeicher oder ein Halbleiterspeicher verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 "bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die aus der zweiten Position aufgenommenen digitalisierten Bildpunkte und die in dem Speicher befindlichen, der entsprechenden ersten Position zugeordneten Bildpunkte, welche invertiert aus dem Speicher entnommen werden, auf den Wiedergabeträger derart projeziert werden, daß ein Kontrastbild entsteht, welches neben den dritten Farbkontrasten so lange erste und zweite Farbkontraste aufweist, bis die zweite Position mit der ersten identisch ist«
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt in die drei Grundfarben eines herkömmlichen Fernsehsystems zerlegt wird und dem jeweiligen Farbkontrast jeder Grundfarbe ein entsprechend binär gestufter Digitalwert zugeordnet wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Fernsehmonitor verwendet wird, welcher als Wiedergabeträger auf die von der raumstarren Kamera und auf die von der quellenstarren Kamera aufgenommenen Positionen geschaltet wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von mindestens zwei räumlich voneinander getrennten Kameras gelieferten ersten und zweiten Farbkontraste sowohl hinsichtlich der ersten als auch der zweiten Farbkontraste in einer

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Vergleichsstufe derart verglichen werden, daß jeweils das Bild von derjenigen Kamera auf dem Wiedergabeträger dargestellt wird, welches die Mehrzahl von Bildpunkten mit ersten und zweiten Farbkontrasten darstellt.
20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsstufe ein Rechner verwendet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsstufe ein die Lichtintensitäten der einzelnen Bildpunkte vergleichendes optisches System verwendet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem optischen System elektrische und/oder thermische Lichtsensoren verwendet werden.
23. Verfahren nach einem der hervorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem bewegten, zur Positionierungsfeststellung gewünschten Objekt und mit einer festen Position mindestens eine Kamera verbunden ist.
24-. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Farbkontrast in mehrere Helligkeitsstufen unterteilt wird.
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 1 bis 24·, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kamera (10; 12) mit einem Datenspeicher (30; 4-2) und einer in einem Fernsehmonitor (28; 38) vorgesehenen Additionsschaltung (36; 46) verbunden ist,

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und daß der Datenspeicher über eine Inverterleitung (32; 44) mit der Additionsschaltung (36; 46) verbunden ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25 ,dadurch gekennzeichnet , daß zuminfest die raumstarre Kamera (10) eine Fernsehkamera ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Kamera (12) zuminfest für einen von beliebigen Wellenbereichen bestimmt ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch- gekennzeichnet, daß ein Schalter vorgesehen ist, mit welchem die Inverterschaltung abschaltbar und gleichzeitig der Datenspeicher mit dem Monitor verbindbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inverterleitung und die Additionsschaltung als Subtraktionsschaltung ausgebildet ist.

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