DE60320460T2

DE60320460T2 - System zur konfigurationsverwaltung und datenbereitsstellung für ein protonenstrahlentherapiesystem

Info

Publication number: DE60320460T2
Application number: DE60320460T
Authority: DE
Inventors: Alexandre San Bernardino BELOUSSOV; Michael A. Riverside BAUMANN; Howard B. Irvine OLSEN; Dana Riverside SALEM
Original assignee: Loma Linda University
Current assignee: Loma Linda University
Priority date: 2003-01-02
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2023-12-23
Also published as: CN100489843C; AU2003297456A1; DE60320460D1; RU2005123989A; US20040164254A1; AU2003297456B2; CN1732030A; US6822244B2; US20130345489A1; KR101077630B1; US20080237494A1; EP1585578A1; US20050072940A1; CA2511281C; US7084410B2; EP1585578B1; US7368740B2; ES2303915T3; WO2004060486A1; CA2511281A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Teilchenbestrahlungstherapiesysteme und betrifft insbesondere ein verbessertes Datenspeichersystem, das die Auswirkungen einzelner Fehlerstellen für Bestrahlungstherapiesysteme reduziert.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Teilchenbestrahlungstherapie umfasst das Koordinieren komplexer Systeme und Vorrichtungen, um das genaue Zielen auf spezifische krebsartige Bereiche eines Patienten zu ermöglichen. Insbesondere verwendet die Protonenstrahltherapie einen oder mehrere präzise ausgerichtete Teilchenstrahlen, um die Krebs- oder Tumorzellen zu bestrahlen. Die angeregten Protonen zerstören als Ziel gesetzte Zellen oder Gewebe, so dass das Fortschreiten der Erkrankung wirkungsvoll gestoppt wird. Bei der Protonenstrahltherapie sollte der Patient bezüglich des einen oder der mehrerer Strahlen genau positioniert werden, so dass der Strahl nur den gewünschten Zielbereich bestrahlt. Andernfalls kann der Strahl andere gesunde Zellen im Inneren des Körpers des Patienten zerstören. Die spezifische Ausrichtung erfordert auf diese Weise zahlreiche Steuerungssysteme, um eine genaue und präzise Dosierungsverabreichung für eine Vielzahl von Patienten während vorgeschriebener Behandlungen einzuhalten.
Wie in dem US-Patent 4,870,287 beschrieben, kann eine Protonenbehandlungsanlage eine Protonenenergiequelle, einen Injektor, einen Beschleuniger, ein Strahltransportsystem, eine Verzweigungsstelle und eine Vielzahl von Behandlungsstationen für die Unterbringung mehrerer Patienten umfassen. Jede Behandlungssta tion kann eine Vielzahl von Behandlungskomponenten, wie bspw. Behandlungsplattformen, Gantry-Anordnungen und Patientenüberwachungskomponenten, umfassen. Des Weiteren kann die Steuerung und die Überwachung der Protonenbehandlungsanlage durch Computer und Hardware-Subsysteme gesteuert werden, die die Aktivitäten jeder Behandlungsstation mittels softwarekonfigurierbarer Komponenten koordinieren.
Ein Protonenstrahlsteuerungssystem mit Managementkomponenten für eine Vielzahl von Behandlungsvorrichtungen ist ebenfalls in der WO 02/45793 beschrieben.
Darüber hinaus können die Steuerungssystemaktivitäten ein Strahlintensitätsmanagement, eine Strahlpositionsausrichtung und -modifikation, eine digitale Bildfunktion, eine Überwachung der Sicherheitsbedingungen und verschiedene weitere Behandlungsfunktionen umfassen. Diese Systeme bilden zusammen eine hochkomplexe Sammlung an Hardware- und Softwarekomponenten. Die Komplexität der Protonenbehandlungsanlage kann ferner durch Verwaltung mehrerer Behandlungsstationen vergrößert werden, bei denen zusätzliche Anforderungen für die Systemredundanz und eine selektive Steuerung jeder Behandlungsstation erforderlich sind.
Die komplexe Bauweise von Protonentherapiesystemen bildet zahlreiche Erschwernisse für eine koordinierte Steuerung eines Patientendurchsatzes mit hohem Volumen. An einem gewöhnlichen Behandlungstag können die vorgeschriebenen Behandlungsdosierungen für viele Patienten mittels einer Vielzahl von Behandlungsstationen konfiguriert werden, wobei die Verabreichung simultaner Behandlungen gleichzeitig verabreichte Behandlungsdosierungen zwischen Patienten beeinflussen kann. Jede Behandlungsstation kann z. B. eine unterschiedliche Protonenstrahlenergieverabreichung benötigen, wobei die Gesamtenergie in der Quelle berechnet und erzeugt wird, die Verzweigungsstelle die richtige Protonenstrahlenergiemenge an jede Behandlungsstation abzweigt und die mehreren Gantries positioniert werden, um die abgezweigte Energie an die Zielbereiche der Patienten auf den Behandlungsplattformen zu verabreichen.
Um die Koordinationssteuerung von Mehrfachbehandlungsstationen auszulösen, verwenden konventionelle Protonenstrahltherapiesteuerungssysteme entweder ein zentralisiertes Computersystem, wie z. B. einen Datenbankserver, oder separate Computer-Subsysteme um die Steuerung zu dezentralisieren. Das Problem bei einem zentralisierten Computersystem ist, dass, falls eine oder mehrere Behandlungskomponenten ausfallen oder offline gehen, das System als Ganzes herunterfahren kann. Außerdem können die Behandlungskomponenten, falls der zentralisierte Computer ausfällt, aufhören zu arbeiten, da sie von dem zentralisierten Computer für Betriebsanweisungen abhängig sind. Leider würde bei einem hohen zu verabreichenden Behandlungsvolumen ein Herunterfahren des Systems lästig und kostspielig sein, sowie die Behandlungseffizienz reduzieren.
Einige Behandlungen können verschoben oder auf einen anderen Tag verlegt werden, wodurch jedem, einschließlich dem Patienten und dem Systembediener, Unannehmlichkeiten bereitet werden. Unter anderen Umständen kann eine verschobene oder verlegte Behandlung die vorgesehene Therapie schwächen, wobei es sein könnte, dass die Behandlungszeit reduziert oder die Dosierung geändert werden müsste, um eine große Behandlungszahl in einem reduzierten Zeitraum unterzubringen. Zudem können verschobene Behandlungen auch zusätzliche Behandlungskosten aufgrund der verlängerten Betriebsdauer auf sich ziehen, wofür die Systembediener Überstundenlöhne bezahlt bekommen und die Behandlungsverabreichungssysteme für einen längeren Zeitraum betriebsbereit bleiben. Folglich ist ein zentralisierter Computer alleine, aufgrund der unvermeidbaren Ausfälle, die während einer Behandlungsverabreichung auftreten können, was einige Patienten in Gefahr bringen kann, nicht die Lösung.
Da die Patientensicherheit eine wichtige Angelegenheit ist, verwenden einige konventionelle Protonenstrahltherapiesteuerungssysteme separate Computer-Subsysteme, um die Steuerung von bestimmten Behandlungskomponenten zu dezentra lisieren. Das Problem bei einer dezentralisierten Steuerung ist, dass jede Komponente einen Systembediener benötigt, um manuell vorgeschriebene Behandlungs- und Betriebsparameter für jeden Patienten an jeder Behandlungsstation einzugeben. Die die Dauer jeder Behandlung würde aufgrund der zusätzlichen Zeit, die benötigt werden würde, um die vorgeschriebenen Parameter für jede Patientenbehandlung und jede Systembedienung einzugeben, nachteilig verlängert werden. Zudem müsste das hohe Behandlungsvolumen, das erfüllt werden müsste, reduziert werden, um die zusätzliche Zeit auszugleichen oder es müssten zusätzliche Systembediener eingestellt werden, um den Behandlungstag zu verlängern, was zu zusätzlichen Betriebskosten führt.
Folglich besteht ein großer Bedarf an einem verbesserte Protonenstrahltherapiesteuerungssystem, das Verabreichungskomponenten für mehrere Behandlungen steuert und die Verabreichung von simultanen Behandlungen koordiniert, ohne die Patientensicherheit zu gefährden. Es besteht ebenfalls ein Bedarf an einem verbesserten Protonenstrahltherapiesteuerungssystem, das die nachteiligen Auswirkungen von Ausfällen zentralisierter Computer reduziert, falls eine oder mehrere Behandlungskomponenten ausfallen. Des Weiteren sollte dieser Systemaufbau der Komplexität, die mit Protonenstrahltherapiesteuerungssystemen verbunden ist, Rechnung tragen können, während ein akzeptabler Grad an interaktiver Einfachheit für den Anwender erhalten bleibt, um die Konfiguration, Wartung und den Ablauf in einer effizienten Weise zu begünstigen.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Dem zuvor genannten Bedarf wird durch ein Bestrahlungstherapiesystem mit einer Vielzahl an Behandlungsvorrichtungen, einschließlich einer Bestrahlungsquelle und einer Strahltransportvorrichtung Genüge geleistet. In einer Ausführungsform weist das Bestrahlungstherapiesystem eine Datenbankkomponente auf, die Untermengen von Parametern speichert, die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zugeordnet sind, wobei die Parameter Befehlsinformationen aufweisen, die genutzt werden können, um die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen für den Betrieb zu konfigurieren. Des Weiteren weist das Bestrahlungstherapiesystem eine Interfacekomponente auf, die einem Benutzer die Modifikation der Untermengen von Parametern ermöglicht, welche den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen, die in der Datenbankkomponente gespeichert sind, zugeordnet sind. Darüber hinaus weist das Bestrahlungstherapiesystem eine Managementkomponente auf, die aus der Datenbank Untermengen von Parametern entnimmt und Datenspeicherelemente erzeugt, die die entnommenen Untermengen von Parametern in einem Format aufweisen, das durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen lesbar ist, wobei die Datenspeicherelemente die Konfigurierung der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen gestatten, zumindest teilweise basierend auf den darin enthaltenen Befehlsinformationen, und die Managementkomponente ferner die Datenspeicherelemente an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen verteilt, um dadurch für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen einen von der Datenbankkomponente unabhängigen Betrieb zu gewährleisten.
In einem weiteren Aspekt umfasst der Betrieb der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen einen Behandlungsbetriebsmodus. Die Vielzahl von Behandlungsvorrichtungen schließt mindestens eine Quelle für geladene Teilchen, einen Beschleuniger und ein Strahltransportsystem mit ein. Die Quelle oder der Beschleuniger schließt ein Protonensynchrotron mit ein, und das Strahltransportsystem schließt eine Vielzahl von Steuerungs- und Fokussierungsmagneten mit Strahlsensoren mit ein, die entlang einer evakuierten Strahltransportröhre angeordnet sind. Das Strahltransportsystem ist mit einer Serie von Verzweigungsstellen verbunden, die eine Anordnung von Dipolablenkmagneten mit einschließen, die den Strahl zu einer aus der Vielzahl der strahlfokussierenden und ablenkenden Optiken ablenken, welche zu den entsprechenden Behandlungsorten mit drehbaren Gantries hinleiten. Außerdem kann ein Strahlverabreichungssystem innerhalb jeder drehbaren Gantry angeordnet sein, die daran angepasst sein kann, gemäß einem spezifischen Patientenbehandlungsplan, therapeutische Bestrahlungsdosen an einen Patienten abzugeben, der auf einer Behandlungsplattform liegt.
In einem weiteren Aspekt schließen die Untermengen von Parametern Behandlungsdaten, Konfigurationsparameter, Betriebsparameter und Steuerungseinstellungen für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen mit ein. Die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen sind softwaregesteuerte Geräte, die mindestens eine der Untermengen von Parametern für Betrieb und Behandlung benötigen. Die Datenbankkomponente weist einen zentralisierten Datenbankserver auf, der Konfigurations- und Betriebsinformationen, wie bspw. Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen auf solche Weise speichert, dass ein einfacher Zugang zu den gespeicherten Konfigurationen und Betriebsinformationen gewährleistet ist, wobei das Abrufen und die Veränderung von Parametern mittels Anfragen von der Interfacekomponente durch den zentralisierten Datenbankserver einfach durchgeführt werden können. Der zentralisierte Datenbankserver stellt Konfigurationsmanagementaktivitäten bereit, die das Führen von Aufzeichnungen und die Versionierung mit einschließen können. Die Managementkomponente verringert das Auftreten einzelner Fehlerstellen durch Erzeugen geeigneter Datenspeicherelemente und durch das Verteilen der Datenspeicherelemente an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen. Die Verteilung der Datenspeicherelemente durch die Managementkomponente ermöglicht die Betriebsunabhängigkeit der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen von der Datenbankkomponente, und zwar durch die damit verbundene Abhängigkeit von den Datenspeicherelementen für den Parameterabruf und die Betriebskonfiguration.
In noch einem weiteren Aspekt weist das Bestrahlungstherapiesystem mindestens eine Kommunikationsverbindung zwischen der Managementkomponente und den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen auf, um die erzeugten Datenspeicherelemente an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zu verteilen. Die Untermengen von Parametern in der Datenbankkomponente sind in zumindest einer der folgenden Formen gespeichert: Datenbanktabellenstrukturen, Datensätze und Werte. Die Datenspeicherelemente sind in einem verdichteten Informationsset angeordnet, das durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen lesbar ist. Das verdichtete Informationsset nutzt die systemspezifische Funktionalität der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen so aus, dass ein zusätzliches numerisches Programm oder Hilfs programm oder eine Anwendung für die Erkennung der Konfigurationsparameterwerte aus den Datenspeicherelementen durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen unnötig ist. Die Datenspeicherelemente weisen einen Datentyp auf, der in einer für jede der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten dateiabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird. Die Datenspeicherelemente weisen einen Datentyp auf, der in einer für jede der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten adressabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird. Die Datenspeicherelemente weisen eine oder mehrere selbstlöschende oder schreibgeschützte Systemsteuerungsdateien auf. Die Datenspeicherelemente weisen eine oder mehrere Systemsteuerungsdateien, einschließlich flachen Dateien, auf. Die eine oder mehrere Systemsteuerungsdateien schließen eine oder mehrere flache Dateien ein.
In noch einem weiteren Aspekt sendet die Managementkomponente konfigurierbare Parameter zu jeder Behandlungsvorrichtung, wobei eine ausgewählte Behandlungsvorrichtung aus den konfigurierbaren Parametern nutzbare Parameter gewinnt. Zusätzlich sendet die Managementkomponente selektiv konfigurierbare Parameter zu jeder Behandlungsvorrichtung, welche durch jede Behandlungsvorrichtung nutzbare Parameter darstellen.
Dem zuvor genannten Bedarf wird auch durch ein Bestrahlungstherapiesystem Genüge geleistet, das eine Vielzahl von dezentralen Funktionskomponenten aufweist, deren Betrieb koordiniert wird, um einen ausgewählten Betriebsmodus auszulösen. Das System weist eine Datenbankkomponente auf, die eine Vielzahl von Parametern, die den dezentralen Funktionskomponenten zugeordnet sind, speichert. Des Weiteren weist das System eine Interfacekomponente auf, die es einem Benutzer ermöglicht, einen Betriebsmodus auszuwählen, bei dem die Datenbankkomponente geeignete, den dezentralen Funktionskomponenten zugeordnete Untermengen von Parametern identifiziert und zumindest eine Systemsteuerungsdatei erzeugt, die eine geeignete, für das Konfigurieren einer ausgewählten dezentralen Funktionskomponente verwendeten Untermenge von Parametern einschließt, um in einer solchen Weise zu arbeiten, dass der ausgewählte Betriebsmodus ausgelöst wird. Darüber hinaus weist das System eine Verteilungskomponente für Steuerungsdateien auf, die für jede dezentrale Funktionskomponente die geeignete Systemsteuerungsdatei bereitstellt, so dass die Funktionskomponenten im Wesentlichen unabhängig von der Datenbankkomponente arbeiten können, während der ausgewählte Betriebsmodus ausgelöst wird.
Dem zuvor genannten Bedarf wird auch durch ein Bestrahlungstherapiesystem Genüge geleistet, das eine Vielzahl von Behandlungsvorrichtungen, einschließlich einer Bestrahlungsquelle und einer Strahltransportvorrichtung und einer Datenbank, die den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zugeordnete Untermengen von spezifischen Parametern speichert, einschließt, wobei die spezifischen Parameter eine logische Sammlung von Befehlsinformationen einschließen, die zur Konfigurierung der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen für den Betrieb verwendet werden können. Des Weiteren weist das System ein Interface auf, das einem Benutzer die Modifikation der Untermengen von spezifischen Parametern ermöglicht, welche den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen, die in der Datenbank gespeichert sind, zugeordnet sind. Ferner weist das System eine Managementkomponente auf, die aus der Datenbank ausgewählte Untermengen von spezifischen Parametern entnimmt und Systemsteuerungsdateien erzeugt, die die entnommenen Untermengen von spezifischen Parametern in einem Format aufweisen, das durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen lesbar ist, wobei die Systemsteuerungsdateien die Konfigurierung der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen gestatten, zumindest teilweise basierend auf den darin enthaltenen Befehlsinformationen, und die Managementkomponente ferner die Systemsteuerungsdateien an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen verteilt, um dadurch für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen einen von der Datenbank unabhängigen Betrieb zu gewährleisten. Darüber hinaus weisen die Untermengen von spezifischen Parametern z. B. Untermengen von gerätespezifischen Parametern auf.
Dem zuvor genannten Bedarf wird auch durch ein Bestrahlungstherapiesystem Genüge geleistet, das eine Vielzahl von Funktionskomponenten, einschließlich einer Bestrahlungsquelle und einer Strahltransportvorrichtung, aufweist. Das System weist eine Datenbank auf, die dem Betrieb der Funktionskomponenten zugeordnete Untermengen von konfigurierbaren Parametern speichert, wobei die Datenbank ferner eine Interfacekomponente aufweist, die einem Benutzer die Modifikation der gespeicherten Untermengen von konfigurierbaren Parametern ermöglicht. Des Weiteren weist das System eine Managementkomponente auf, die aus der Datenbank den ausgewählten Funktionskomponenten zugeordnete Untermengen von konfigurierbaren Parametern abruft, wobei die Managementkomponente ferner Steuerungsdateien aus den gespeicherten konfigurierbaren Parametern erzeugt und anschließend die erzeugten Steuerungsdateien an die identifizierten Funktionskomponenten verteilt, so dass die identifizierten Funktionskomponenten unabhängig arbeiten können.
Dem zuvor genannten Bedarf wird auch durch ein Bestrahlungstherapiesystem Genüge geleistet, das zumindest eine Funktionskomponente, die für die Behandlungsverabreichung mittels einer Untermenge von konfigurierbaren Parametern konfiguriert werden kann, und eine Datenbankkomponente aufweist, die die Untermenge von konfigurierbaren Parametern als eine logische Sammlung von Informationen speichert, wobei die Datenbankkomponente ein Benutzer-Interface aufweist, das es einem Benutzer ermöglicht, die logische Sammlung von Informationen zu modifizieren. Darüber hinaus weist das System eine Managementkomponente auf, die mit der Datenbankkomponente und der zumindest einen Funktionskomponente in Verbindung steht, wobei die Managementkomponente, die der zumindest einen Funktionskomponente zugeordneten Untermenge von konfigurierbaren Parametern identifiziert, eine erste Datei aus der identifizierten Untermenge von konfigurierbaren Parametern erzeugt und die erste Datei an die zumindest eine Funktionskomponente verteilt, so dass die zumindest eine Funktionskomponente nach dem Empfang der ersten Datei die Untermenge der konfigurierbaren Parameter aus der ersten Datei entnehmen und sie selbst für die Behandlungsverabreichung konfigurieren kann.
Dem zuvor genannten Bedarf wird ferner durch ein Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl dezentraler Geräte Genüge geleistet, die bei der Verabreichung von Behandlungen für ein Bestrahlungstherapiesystem genutzt werden. In einer Ausführungsform, umfasst das Verfahren das Speichern von Betriebsanweisungen für jedes Gerät innerhalb eines zentralisierten Konfigurationsmanagementsystems, das eine Datenbankkomponente aufweist, in der die Betriebsanweisungen verwaltet werden, und das Auswählen eines Betriebsmodus für das Bestrahlungstherapiesystem, und die Identifizierung einer Untermenge von Betriebsanweisungen, die in der Datenbankkomponente für jedes der dezentralen Geräte gespeichert sind, welche bei der Konfiguration des Bestrahlungstherapiesystems benutzt werden, um in dem ausgewählten Betriebsmodus zu arbeiten. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Erzeugen eines Datenspeicherelementes für jedes der dezentralen Geräte, das die erforderlichen Betriebsanweisungen enthält, die notwendig sind, um jedes der dezentralen Geräte für die Funktion in einer solchen Weise zu konfigurieren, dass das Bestrahlungstherapiesystem in dem ausgewählten Betriebsmodus arbeitet. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Übertragen des Datenspeicherelementes zu den dezentralen Geräten, wodurch die notwendigen Betriebsanweisungen für ein ausgewähltes dezentrales Gerät bereitgestellt werden, um ohne weiteren Zugriff auf das zentralisierte Konfigurationsmanagementsystem in Betrieb zu sein, um die Arbeitsweise des Bestrahlungstherapiesystems in dem gewünschten Betriebsmodus auszulösen.
In einem Aspekt schließt das Erzeugen eines Datenspeicherelementes das Erzeugen einer Vielzahl von Datenspeicherelementen mit ein. Außerdem schließt das Erzeugen eines Datenspeicherelementes das Erzeugen mindestens eines Flash-Speicher-Elements mit ein. Ferner schließt das Erzeugen eines Datenspeicherelementes das Erzeugen mindestens einer Systemsteuerungsdatei mit ein. Darüber hinaus schließt das Übertragen des Datenspeicherelementes zu den dezentralen Geräten das Übersenden der Datenspeicherelemente zu den dezentralen Geräten mit ein.
Dem zuvor genannten Bedarf wird ferner durch ein Verfahren zur Konfigurierung eines Bestrahlungstherapiesystems Genüge geleistet, das eine Vielzahl von Funktionskomponenten zum Lenken eines Strahls auf zumindest einen der Vielzahl der Behandlungsorte aufweist. Das Verfahren umfasst das Verwalten einer Vielzahl von konfigurierbaren Parametern in einer Datenbank, wobei die konfigurierbaren Parameter für das Koordinieren der Funktion der Vielzahl der Funktionskomponenten verwendet werden, um dadurch die Betriebssteuerung des Bestrahlungstherapie systems auszulösen, und das Auswählen eines Betriebsmodus, bei dem der Strahl auf einen bestimmten Behandlungsort mit einem gewünschten Satz von Betriebsparametern gesteuert wird. Des Weiteren umfasst das Verfahren die Identifizierung von Untermengen von Parametern aus der Vielzahl von konfigurierbaren Parametern die in der Datenbank verwaltet werden, wobei die Untermengen von Parametern verwendet werden, um die Funktionskomponenten auf solch eine Weise zu konfigurieren und zu steuern, dass der Strahl auf den gewählten Behandlungsort mit dem gewünschten Set von Betriebsparametern gesteuert wird. Ferner umfasst das Verfahren das Erzeugen mindestens einer Systemsteuerungsdatei, die die Untermengen von Parametern widerspiegelt, die zur Konfiguration und Steuerung der Funktionskomponenten verwendet werden, und die Verteilung der mindestens einen Systemsteuerungsdatei an zumindest eine der Vielzahl von Funktionskomponenten, wodurch der Betrieb der Funktionskomponenten gesteuert wird.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform eines klinisch basierten Bestrahlungstherapiesystems, wie bspw. ein Protonenstrahltherapiesystem (PBTS), das in einer Behandlungsanlage mit Teilchenbestrahlung verwendet werden kann.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Konfigurationsmanagementsystems für ein PBTS, das für den Zugriff und die Verwaltung von PBTS-Konfigurationsdaten und Parametern verwendet werden kann.
3A zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm des PBTS-Behandlungsverabreichungssystems, des PBTS-Benutzer-Interfacesystems und des PBTS-Konfigurations managementsystems mit einer Managementkomponente, einer Datenbankkomponente und einer Steuerungsdateikomponente.
3B zeigt ferner das PBTS-Konfigurationsmanagementsystem mit Funktionsmerkmalen, die der Datenbankkomponente zugeordnet sind.
3C zeigt ferner die Managementkomponente, die von dem PBTS-Konfigurationsmanagementsystem verwendet werden kann, um Konfigurationsparameter aus der Datenbankkomponente zu identifizieren, abzurufen und zu aktualisieren, und Systemsteuerungsdateien mittels der Steuerungsdateikomponente zu erzeugen.
4A zeigt eine Ausführungsform einer logischen Ordnung der Konfigurationsparameter in der Datenbankkomponente.
4B zeigt eine Ausführungsform der Konfigurationsparameterzuordnungen, wobei Modifikationen an einem Parameter andere Parameter beeinflussen können.
4C zeigt ein Beispiel für den Gebrauch von Abbildungstabellen um den spezifischen Behandlungsverabreichungsvorrichtungen in dem PBTS zugeordnete Systemsteuerungsdateien zu erzeugen.
5 zeigt eine Ausführungsform eines Systemkonfigurationsprozesses, der von dem PBTS-Konfigurationsmanagementsystem verwendet werden kann, um Parameter für das PBTS-Behandlungsverabreichungssystem zu modifizieren.
6 zeigt eine Ausführungsform eines Parameteraktualisierungsprozesses, der von der Managementkomponente des PBTS-Konfigurationsmanagementsystems verwendet werden kann, um die von dem PBTS-Behandlungsverabreichungssystem verwendeten Systemkonfigurationsparameter zu aktualisieren.
7 zeigt die Vorteile der Benutzung des PBTS-Konfigurationsmanagementsystems der vorliegenden Erfindung, um Konfigurationsparameter für das PBTS-Behandlungsverabreichungssystem zu verwalten, zu aktualisieren und zu verteilen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In komplexen, softwaregesteuerten Multiprozessorsystemen kann es wichtig sein, konfigurierbare Behandlungsparameter bereitzustellen, die leicht durch einen autorisierten Benutzer modifiziert werden können, um das softwaregesteuerte System für verschiedene Betriebsmodi einzustellen. In einer Ausführungsform stellt ein Konfigurationsmanagementsystem der vorliegenden Erfindung einen zentralisierten Datenbankserver bereit, der die Konfiguration und die Betriebsinformation, wie bspw. Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen für die softwaregesteuerten Systeme speichert. Vorteilhafterweise gewährleistet der Datenbankzugang einen einfachen Zugang zu den gespeicherten Konfigurationen und Betriebsinformationen, wobei das Abrufen und die Veränderung von Parametern mittels Anfragen von einem Benutzer-Interfacesystem durch das Konfigurationsmanagementsystem einfach durchgeführt werden können. Ferner stellt das Konfigurationsmanagementsystem Konfigurationsmanagementaktivitäten zur Verfügung, welche das Führen von Aufzeichnungen und Versionierung mit einschließen können, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
In konventionellen Behandlungsverabreichungssystemen, rufen die Behandlungsverabreichungskomponenten Betriebs- und Konfigurationsparameter direkt von der Datenbankkomponente mittels eines Einpunkt-Erfassungszugangs ab. Die Einpunkterfassung erfordert eine direkte Abhängigkeit von der Datenbankkomponente für den Betrieb und den Abruf von Parametern mittels einer direkten Kommunikationsverbindung zwischen den Behandlungsverabreichungsvorrichtungen und der Datenbankkomponente. Aus der Betriebsunabhängigkeit folgt, dass, falls ein Netzwerkproblem auftritt und die Datenbankkomponente offline oder nicht abrufbar ist, die konventionellen Behandlungsverabreichungssysteme dann gezwungen sind, herunterzufahren und die Behandlungen von Patienten beendet werden können, bis die Datenbankkomponente funktionell online oder erreichbar ist. Einzelne Fehlerstellen sind abträglich für die Gesundheit der Patienten, die Behandlungsstabilität und die Betriebseffizienz.
Umgekehrt reduziert die vorliegende Erfindung das Auftreten von einzelnen Fehlerstellen durch Erzeugen eines statischen Dokuments, wie z. B. einer flachen Textdatei, einer schreibgeschützten Datei oder eines Flash-Speicher-Elements, das Betriebs- und Konfigurationsparameter mit einschließt, und durch Verteilen des statischen Dokuments an die Behandlungsverabreichungskomponenten. Die Verteilung des statischen Dokuments ermöglicht die Betriebsunabhängigkeit der Behandlungsverabreichungskomponenten von der Datenbankkomponente aufgrund der damit verbundenen Abhängigkeit von den statischen Dokumenten für den Parameterabruf und die Betriebskonfiguration. Obwohl die Kommunikationsverbindung verwendet werden kann, um das erzeugte statische Dokument oder die Systemsteuerungsdatei an die Behandlungsverabreichungskomponenten zu verteilen, wird die Betriebsabhängigkeit vorteilhafterweise auf das statische Dokument verschoben. Der Anwendungsbereich und die Funktionalität der statischen Dokumente oder der Systemsteuerungsdateien werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.
Darüber hinaus können Konfigurationsparameter zur Vereinfachung der Aktualisierung und des Abrufs, z. B. in Datenbanktabellenstrukturen als Datensätze oder Werte gespeichert werden. Wenn das statische Dokument oder die Systemsteuerungsdatei erzeugt wird, können die abgerufenen Konfigurationsparameterwerte in einem verdichteten Informationsset angeordnet werden, das durch die Behandlungsverabreichungskomponenten lesbar ist. Vorteilhafterweise nutzt das verdichtete Informationsset die systemspezifische Funktionalität der Behandlungsverabreichungsvorrichtungen derart aus, dass ein zusätzliches numerisches Programm oder Hilfsprogramm oder eine Anwendung für die Behandlungsverabreichungsvorrichtungen zum Analysieren der Konfigurationsparameterwerte aus dem statischen Dokument unnötig sein kann. Darüber hinaus gewährleisten die statischen Dokumente oder die Systemsteuerungsdateien eine schnelle, dezentrale Parameterabruffä higkeit und unabhängige Betriebsmöglichkeiten für die softwaregesteuerten Systeme, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
Nun wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, wobei sich gleiche Bezugsziffern durchgehend auf dieselben Teile beziehen. 1 zeigt eine Ausführungsform eines klinisch-basierten Bestrahlungstherapiesystems, wie z. B. ein Protonenstrahltherapiesystem (PBTS) 10, das in einer Behandlungsanlage mit Teilchenbestrahlung verwendet werden kann. In einer Ausführungsform kann das Protonenstrahltherapiesystem 10 eine Vielzahl von Behandlungsverabreichungskomponenten, einschließlich einer Quelle für geladene Teilchen 11, einem Beschleuniger 12 und einem Strahltransportsystem 14, mit einschließen. Des Weiteren kann die Quelle/der Beschleuniger 11, 12 z. B. ein Protonensynchrotron mit einschließen und das Strahltransportsystem 14 kann z. B. eine Vielzahl von Steuerungs- und Fokussierungsmagnete mit Strahlsensoren mit einschließen, die entlang einer evakuierten Strahltransportröhre angeordnet sind.
In einem Aspekt ist das Strahltransportsystem 14 mit einer Serie von Verzweigungsstellen 16 verbunden, die eine Anordnung von Dipolablenkmagneten mit einschließen können, die den Strahl zu einer aus der Vielzahl von strahlfokussierenden und ablenkenden Optiken 26 ablenken, welche zu den entsprechenden Behandlungsorten mit drehbaren Gantries 18 hinleiten. Ferner kann das Strahlverabreichungssystem 20 innerhalb jeder drehbaren Gantry 18 angeordnet sein, die daran angepasst sein kann, gemäß einem spezifischen Patientenbehandlungsplan, therapeutische Bestrahlungsdosen an einen Patienten 24 abzugeben, der auf einer Behandlungsplattform 22 liegt. Ein beispielhaftes Protonenstrahlbehandlungssystem ist näher in der US 4,870,287 offenbart, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen ist.
Im Betrieb können die Strahlen mit geladenen Teilchen mit einer vorbestimmten Energie durch das Protonensynchrotron 12 erzeugt und durch das Strahltransportsystem 14 an die Verzweigungsstellen 16 transportiert werden. Die Verzweigungsstellen 16 können so konfiguriert werden, dass sie eine oder mehrere Gantries 18 für den Strahltransport dorthin auswählen. Jede drehbare Gantry 18 ist in der Lage, das Strahlverabreichungssystem 20 relativ zu dem Zielort des Patienten 24 auszurichten. Die Strahlausrichtung ermöglicht eine gesteuerte Abgabe der Strahlung an einen vorbestimmten Ort, entlang der Rotationsachse oder eines sog. Isozentrums. Ferner kann das Strahlverabreichungssystem 20 gemäß vorgeschriebener Spezifikationen von Patientenbehandlungsplänen für die Strahlverabreichung positioniert, konfiguriert und kalibriert werden, um die korrekte und genaue Dosierungsverabreichung an einen oder mehrere der Patienten 24 zu erleichtern.
Eine der Hauptkomponenten des Protonenstrahltherapiesystems 10 ist das Strahlverabreichungssystem 20, das ausgebildet ist, um genaue Dosenverteilungen an ein Zielvolumen im Inneren eines Patienten zu verabreichen. Im Allgemeinen bestehen derartige Verabreichungssysteme aus Komponenten, die für den Behandlungsplan relevante spezifische Bestrahlungseigenschaften entweder modifizieren oder überwachen können. Das Strahlverabreichungssystem 20 kann z. B. eine Vorrichtung zum Streuen oder andernfalls Modifizieren der Strahlenposition und -form, ein dispersives Element zum Modifizieren der Strahlenenergie und eine Vielzahl von Strahlensensoren zum Kontrollieren solcher Eigenschaften aufweisen. Eine zusätzliche Offenbarung bezüglich des Strahlverabreichungssystems 20 wird in der US 4,870,287 bereitgestellt.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Hauptkonfiguration einer Behandlungsanlage mit Teilchenbestrahlung 50, die verwendet werden kann, um Protonenstrahltherapiesysteme für Patienten bereitzustellen, wie zuvor in Bezug auf 1 beschrieben. Die Behandlungsanlage mit Teilchenbestrahlung 50 kann das Protonenstrahltherapiesystem (PBTS) 10 in 1, ein Benutzer-Interfacesystem 52 und ein Konfigurationsmanagementsystem 54 aufweisen, die verwendet werden können, um eine oder mehrere statische Dokumente oder Systemsteuerungsdateien 56 für die PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 des PBTS 10 zu erzeugen. Des Weiteren können die eine oder mehrere erzeugten Systemsteuerungsdateien 56 durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 in einer Weise an das PBTS 10 verteilt werden, dass Konfigurationsdaten und Parameter in einem Format bereitgestellt werden, das durch die PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 lesbar ist.
In einer Ausführungsform, kann das Benutzer-Interfacesystem 52 ein im Allgemeinen bekanntes Computer-Arbeitsplatzsystem, wie bspw. ein Personal-Computer, aufweisen, welches verwendet werden kann, um die Konfigurationsparameter für das PBTS 10 abzurufen und zu modifizieren. Ein oder mehrere Benutzer, wie z. B. Computersystembediener, Kundendiensttechniker, medizinisch-technisches Personal, Facility-Administratoren, etc. können mittels eines Benutzer-Interfacesystems 52 PBTS-Konfigurationsdaten, Parameter und/oder Steuerungseinstellungen in dem Konfigurationsmanagementsystem 54 aktualisieren. Das Benutzer-Interfacesystem 52 stellt einen Zugang zu den Daten, Parametern und Steuerungseinstellungen bereit, die verwendet werden können, um die vorangehend erwähnten PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten in dem PBTS 10 zu konfigurieren. Dem PBTS 10 kann durch die Systemsteuerungsdateien 56, die durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 erzeugt und bereitgestellt werden können, Zugriff auf die Konfigurationsdaten gewährt werden.
Es ist einzusehen, dass es mehr als ein Benutzer-Interfacesystem 52 zu dem Konfigurationsmanagementsystem 54 geben kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Lehre zu verlassen. Aus Sicherheitsgründen kann jedoch eine bevorzugte Ausführungsform ein bestimmtes Benutzer-Interfacesystem 52 zu dem Konfigurationsmanagementsystem 54 aufweisen, um Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen für die PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 in dem PBTS 10 zu aktualisieren. Es ist einzusehen, dass es konfigurierbare Parameter und Steuerungseinstellungen gibt, die auf softwarebezogene Komponenten sowie die hardwarebezogenen Komponenten angewendet werden können. Einige Software- und Hardwarekomponenten, die durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 konfiguriert werden können, können Energieversorgungen, Teslameter, Sensoren, Detektoren, Zeitsteuerungssysteme, Benutzer-Interfaces, Netzwerkkonfigurationen und Sicherheitssysteme mit einschließen, sie sind jedoch nicht auf diese begrenzt.
In einer Ausführungsform kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 ein im Allgemeinen bekanntes zentralisiertes Computersystem, wie bspw. ein Datenbankserver, aufweisen, der dafür verwendet kann, um die PBTS-Konfigurationsdaten und Parameter in Datenbankkomponenten, wie z. B. Dateien, in einer Weise zu speichern, dass diese beim Abfragen durch einen Benutzer leicht durch das Benutzer-Interfacesystem 52 abrufbar sind. Vorteilhafterweise ermöglicht die Manipulation der Konfigurationsdaten und Parameter durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 das Beibehalten der Konfigurationsdaten und der Parameterintegrität sowie das Bereitstellen eines interaktiven Interface an den Benutzer. In einer nachfolgend ausführlicher beschriebenen Weise, kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 Verarbeitungs- und Managementkomponenten aufweisen, die verwendet werden können, um die aktualisierten Parametereinstellungen in einem akzeptablen Betriebsbereich zu verifizieren. Falls z. B. der Betriebsbereich einer Energieversorgung zwischen 0 und 500 A ist, dann verifiziert die Managementkomponente, dass der Versorgungsausgang nicht kleiner als 0 A und nicht größer als 500 A eingestellt ist.
In einer Ausführungsform verwendet das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine PBTS-Softwareanwendung, die es autorisierten Benutzern erlaubt, die konfigurierbaren PBTS-Parameter leicht abzurufen und zu modifizieren, während die Datenintegrität beibehalten wird. Die PBTS-Softwareanwendung kann in Verbindung mit gewöhnlichen Desktop-Umgebungen auf verschiedenen Plattformen, wie z. B. solche, die mit Solaris_TM und X Windows_TM auf UNIX-basierenden Plattformen eingesetzt werden, verwendet werden. In einem Aspekt kann ein konfigurierbarer Parameter einen Teil von Daten oder Informationen aufweisen, die von dem PBTS 10 benötigt werden, um z. B. Steuerungseinstellungen zu konfigurieren, wobei der Wert des konfigurierbaren Parameters in Abhängigkeit von der Behandlungsdosis und/oder -umgebung variieren kann. Einige der Vorrichtungen in dem PBTS 10 benötigen Konfigurationsdaten für eine geeignete Initialisierung. Zum Beispiel werden die Magnete mit ihrer zielenergiespezifischen Vorgabeleistung konfiguriert. Darüber hinaus können weitere Funktionskomponenten des PBTS 10, wie z. B. eine Ionenquelle, Energieversorgungen, eine Zeitsteuerung, etc., konfigurierbare Initialisierungsdaten, Normierungsfaktoren, Konvertierungsfaktoren, Abbildung etc. benötigen.
Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, sind die Daten für den Benutzer durch ein graphisches Benutzer-Interface (GUI) mittels des Benutzer-Interfacesystem 52 abrufbar, und die Daten werden in einer Datenbankkomponente des Konfigurationsmanagementsystems 54 gespeichert und verwaltet. Wenn ein autorisierter Benutzer eine Konfigurationsaktualisierung verlangt, wird eine Verbindung zu der Datenbankkomponente aufgebaut und jegliche Modifikationen an den Daten werden in der Datenbankkomponente übernommen. Des Weiteren können autorisierte Benutzerkonten mittels des Benutzer-Interfacesystems 52 erstellt werden, wobei die autorisierten Benutzer unterschiedliche Grade an Berechtigungs- oder Zugriffsstufen umfasst, die von den Administratoren festgelegt werden können. Zum Beispiel kann unterschiedlichen Typen von Benutzern der Zugang zu Daten gewährt werden, die nur mit einer spezifischen Aufgabenfunktion in Zusammenhang stehen. Dem für den Beschleuniger zuständigen Personal kann z. B. die Modifizierung der mit dem Beschleuniger in Zusammenhang stehenden Parameter, wie z. B. die Magneteinstellungen, erlaubt werden. Den Medizinern kann die Modifizierung von mit dem Behandlungsraum in Zusammenhang stehenden Parametern, wie z. B. Detektoren und Streuungsfolien, erlaubt werden. Verschiedene andere Benutzer, wie bspw. Kundendienstpersonal und Systemadministratoren, können Zugang zu Daten haben, die für die Verwaltung des Systems benötigt werden.
Darüber hinaus kann die Datenbankkomponente der PBTS-Konfigurationsmanagementkomponente 54 mit zwei Datensets initialisiert werden: Behandlungsdaten und Nichtbehandlungsdaten. Das Behandlungsset kann Konfigurationsdaten mit einschließen, die für den Behandlungsbetrieb genehmigt wurden. In den meisten Fällen gibt es ein Behandlungsset oder ein Set mit genehmigten Behandlungsdaten, das verfügbar ist. Das Nichtbehandlungsset kann Konfigurationsdaten mit einschließen, die für andere Funktionsarbeiten, wie z. B. Untersuchung, Wartung und/oder Abstimmung, verwendet werden. Die autorisierten Benutzer können größtenteils die meisten der konfigurierbaren Parameter abrufen und einsehen. Falls ein Benutzer Schreibzugriff auf einen Parameter hat, dann kann der Benutzer dessen Wert innerhalb eines zulässigen Bereiches modifizieren, was nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Allerdings sind die beabsichtigten Modifikationen bezüglich der Behandlungsdaten von der Genehmigung eines ausgewiesenen Administrators abhängig, wobei der ausgewiesene Administrator für die Behandlung der Patienten und für das Genehmigen beabsichtigter Modifikationen an den Behandlungsdaten verantwortlich ist.
In einer Ausführungsform kann das PBTS 10 von 1 ferner ein oder mehrere PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62 aufweisen, die die Hardware und Software aufnehmen können, die für den Betrieb und die Steuerung der PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 des PBTS 10 verwendet werden. Die PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62 arbeiten unabhängig von dem Konfigurationsmanagementsystem 54, so dass sie eine dezentrale Steuerung für das PBTS 10 gewährleisten. Wie vorangehend erwähnt, wird das Benutzer-Interfacesystem 52 verwendet, um mit dem Konfigurationsmanagementsystem 54 zusammenzuwirken. Umgekehrt werden die PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62 verwendet, um mit den PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 zusammenzuwirken. In einer Ausführungsform gibt es keine direkte Verbindung zwischen dem Konfigurationsmanagementsystem 54 und dem PBTS 10. Stattdessen greifen die PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62 und/oder das PBTS 10 auf die PBTS-Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen aus dem Konfigurationsmanagementsystem 54 mittels der Systemsteuerungsdateien 56 zu.
In einem Aspekt ist für einen Fachmann offensichtlich, dass das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine oder mehrere Systemsteuerungsdateien 56 für die Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 des Behandlungsverabreichungssystems 10 bereitstellt. Zudem ist es offensichtlich, dass die Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 eine oder mehrere Betriebsparameter aus den Systemsteuerungsdateien 56 abrufen können. In einem weiteren Aspekt ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass die Managementkomponente dafür geeignet ist, konfigurierbare Parameter an jede Behandlungsvorrichtung zu senden, wobei eine ausgewählte Behandlungsvorrichtung nützliche Parameter aus den konfigurierbaren Parametern abruft. Darüber hinaus ist die Managementkomponente ferner dafür geeignet, selektiv konfigurierbare Parameter zu jeder Behand lungsvorrichtung zu senden, welche durch jede Behandlungsvorrichtung nutzbare Parameter darstellen.
Vorteilhafterweise gewährleistet diese bestimmte Ausführungsform eine Trennung der Steuerung zwischen dem Konfigurationsmanagementsystem 54 und den PBTS-Arbeitsplatzsystemen 62. Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen werden mit Hilfe des Konfigurationsmanagementsystems 54 einfacher aktualisiert, wodurch ein zuverlässigeres Datenbankmanagement und eine zuverlässigere Korrektur der kontrollierten Parameter geboten wird. Die Erzeugung von Systemsteuerungsdateien 56 ermöglicht es den PBTS-Arbeitsplatzsystemen 62, die PBS-Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen abzurufen, während und falls das Konfigurationsmanagementsystem 54 offline oder nicht abrufbar ist. Demzufolge ist das PBTS 10 in der Lage, unabhängig von dem Konfigurationsmanagementsystem 54 zu arbeiten.
Während einer Behandlungsverabreichung wird der Betrieb der PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 wünschenswerterweise koordiniert, um einen genau kalibrierten und ausgerichteten Protonenstrahl 58 in Richtung eines spezifischen Zielbereichs oder Isozentrums 60 des Patienten 24 zu steuern. Wie vorangehend beschrieben, wird der Patient 24 durch eine Behandlungsplattform 22 getragen und die Gantry 18 ist drehbar um eine Rotationsachse und wird verwendet, um den Protonenstrahl 58 bezüglich des Patienten 24 und des Isozentrums 60 geeignet auszurichten. Das PBTS-Steuerungssystem 62 überprüft und koordiniert die Betriebsaktivitäten der Hardware- und Software-Untersysteme, die verwendet werden, um den Protonenstrahl 58 zu konfigurieren und zu steuern, sowie die Patientensicherheit sicherzustellen. Die Patientensicherheit ist ein Hauptanliegen in der Bestrahlungsbehandlung, und es muss zu jederzeit eine strenge Kontrolle über das PBTS 10 beibehalten werden, um sicherzustellen, dass der Protonenstrahl 58 korrekt und genau mit einer angemessenen Intensitäts- oder Energiestufe gesteuert wird. Es sollte offensichtlich sein, dass eine tiefer gehende Diskussion bezüglich des PBTS-Steuerungssystems 62 näher in der US 5,260,581 offenbart ist, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen wird.
Des Weiteren kann das PBTS 10, einschließlich der PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62, die Systemsteuerungsdateien 56 dafür verwenden, um Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen aus dem Konfigurationsmanagementsystem 54 abzurufen. In einer Ausführungsform können die Systemsteuerungsdateien 56 eine Serie von Zeichenketten oder Zeichen in einer oder mehreren lesbaren Dateien oder Formaten aufweisen, die durch das PBTS 10, die PBTS-Arbeitsplatzsysteme 62 oder den Funktionskomponenten 11, 12, 14, 18, 20 des PBTS 10 analysiert werden können, um Konfigurationsdaten, Parameter, etc. abzurufen, die in einem Steuerungsdateiformat, wie z. B. eine flache Datei, binäre Datei, Flash-Speicher-Datei, etc. gespeichert sind. Ein Vorteil der Benutzung von flachen Dateien ist, dass flache Dateien visuell lesbar sind, wobei aber auch verschiedene weitere Dateistrukturen, wie z. B. binäre Dateien, von einem Fachmann verwendet werden können, ohne den Rahmen oder die Funktionalität der vorliegenden Lehre zu verlassen. Darüber hinaus können in einem weiteren Aspekt die Systemsteuerungsdateien 56 mittels eines Referenzidentifizierungszeichens, wie z. B. ein Komma, ein Bindestrich, ein Semikolon, etc. abgegrenzt werden. Alternativ können Zeichenketten mittels Codes, die Tabulatoren oder neue Zeilen bezeichnen, abgegrenzt werden. Des Weiteren kann eine sequenzorientierte Gruppe von Zeichen, die wahrscheinlich nicht im Datensatz gefunden werden, als Referenzidentifizierungszeichen für die Zeichenketteanalyse dienen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Systemsteuerungsdateien 56 datei- und/oder adressabhängig und in einer Vielfalt von unterschiedlichen Formaten gespeichert sein. Ein dateiabhängiges Schema kann z. B. ein „Textdokument" (bspw. basierend auf dem ASCII-Zeichenset) aufweisen, das als eine diskrete Datei mittels einer Permanentdatenspeichervorrichtung (z. B. ein Festplattenlaufwerk, optisches Laufwerk, Bandlaufwerk, Flash-Speicher-Vorrichtung, etc.) gespeichert und aufgerufen wird. Gleichermaßen kann ein adressabhängiges Schema Systemsteuerungsdateienformationen aufweisen, die in einer Weise gespeichert sind, dass sie an ausgewählten Orten im Inneren einer selbstlöschenden oder permanenten Memory- oder Speichervorrichtung (z. B. Bits/Bytes von Informationen, die in einer bestimmten Memory-Adresse gespeichert sind) zugänglich sein können. Es ist ferner offensicht lich, dass die in der Systemsteuerungsdatei enthaltenen Informationen auf zahlreiche unterschiedliche Weisen, wie z. B. mittels Binär-, Oktal-, Hexadezimal-, html- oder anderen Datentypen/Darstellungstypen dargestellt werden können. Diese Datentypen können auf dateiabhängigen, adressabhängigen oder anderen organisatorischen Weisen gespeichert und aufgerufen werden, wie es für jedes Gerät oder jede Vorrichtung geeignet ist, die wünschenswert konfiguriert wird, um die Systemsteuerungsdateiinformation zu verwenden.
In gewissen Ausführungsformen können die Systemsteuerungsdateien 56 z. B. Datendateien oder -Formate aufweisen, die in verschiedenen Typen von Datenspeicherelementen, wie z. B. Flash-Speicher, Nur-Lese-Speicher, etc. gespeichert sind. Es ist allgemein bekannt, dass ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM) ein schreibgeschützter Speicher (ROM) ist, der einmalig durch einen Benutzer modifiziert werden kann. Da PROM-Prozesse relativ inflexibel sind, können viele PROM-Chips, die ausgelegt wurden, um durch Benutzer modifiziert zu werden, mit löschbarem programmierbarem Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder elektrisch löschbarem programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) implementiert werden, die mehrere Male programmiert, gelöscht und umprogrammiert werden können. Des Weiteren stellen Flash-Speicher einen Typ von Permanentspeichern dar, die in Speicherblockeinheiten gelöscht und umprogrammiert werden können. Weitere Vorrichtungstypen, die gemäß der vorliegenden Lehre verwendet werden können, können magnetische und optische Datenspeicherformate, z. B. Compact Disks, Magnetplatten-Speicher, Bandlaufwerke, etc. umfassen. Deshalb sollte es im Allgemeinen klar sein, dass Systemsteuerungsdateien unterschiedliche Typen von Datenspeicher oder Speicherelementen mit unterschiedlichem Aufbau mit einschließen können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Darüber hinaus können die Zugangskonfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen aus dem Konfigurationsmanagementsystem 54 auf den verschiedenen Typen von Datenspeichern oder Speicherelementen gespeichert werden, so dass die Systemsteuerungsdateien 56 den Betriebs- und Behandlungsvorrichtungen 11, 12, 14, 18, 20 des PBTS 10 zur Verfügung gestellt werden.
Sobald die Konfigurationsdaten, Parameter, etc. aus der Systemsteuerungsdatei 56 identifiziert und abgerufen sind, kann das PBTS-Steuerungssystem 62 oder die Funktionskomponenten 11, 12, 14, 18, 20 des PBTS 10 die abgerufenen Daten, Parameter, etc. verwenden, um dessen Funktions- und Betriebskomponenten zur Verabreichung der Behandlung zu konfigurieren. Es ist offensichtlich, dass das PBTS 10 die PBTS-Systemsteuerungsdateien 56 als schreibgeschützte formatierte Dateien, die Kalkulationsblätter und Tabellen, etc. umfassen können, empfangen und übersetzen kann.
Des Weiteren können die abgerufenen Informationen auch ein Anweisungsset aufweisen, das durch das PBTS 10 verwendet werden kann, um dessen Betriebskomponenten zu konfigurieren. Vorteilhafterweise kann die Konfiguration ohne eine Abhängigkeit der Verarbeitungs- und Managementkomponenten des Konfigurationsmanagementsystems 54 während der Verabreichung einer Behandlung stattfinden. Folglich können die Betriebskomponenten des PBTS 10 in einer unabhängigen Weise arbeiten, wodurch die nachteiligen Auswirkungen von einzelnen Fehlerstellen in dem Konfigurationsmanagementsystem 54 reduziert werden. Das Management der Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 ermöglicht die Erhaltung der Datenintegrität sowie die Sicherstellung, dass keine Duplizierung von Daten vorkommt. Die Datenintegrität kann z. B. durch automatisches Backup erhalten bleiben, wobei das Konfigurationsmanagementsystem 54 Backup-Dateien, die kopierte Konfigurationsdaten, Parameter, etc. umfassen, in einer separaten Speicherkomponente ohne die Einwilligung von einem Benutzer archiviert. Des Weiteren ermöglicht der kontrollierte Zugang von Konfigurationsdaten, Parametern, etc., dass das Konfigurationsmanagementsystem 54 mehrere Aktualisierungen gemäß vorbestimmter Kriterien priorisieren kann, so dass die Duplizierung von Konfigurationsdaten, Parametern, etc. im Wesentlichen vermieden wird. Des Weiteren ruft das PBTS 10 die Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen aus den Systemsteuerungsdateien 56 ab, wodurch sichergestellt wird, dass die Konfigurationsdaten, Parameter, etc. zugänglich sind, sobald und falls eine einzelne Fehlerstelle bezüglich des Konfigurationsmanagementsystems 54 auftritt.
Die Konfiguration des PBTS 20 kann z. B. das Einstellen der Protonenenergiequelle 11, des Beschleunigers 12 und des Strahltransports 14 umfassen, um einen vorgeschriebenen Protonenstrahl 58 an die Verzweigungsstelle 16 abzugeben. Darüber hinaus kann die Konfiguration des PBTS 10 auch das Einstellen der Verzweigungsstelle 16 umfassen, um den vorgeschriebenen Protonenstrahl 58 zu einer spezifischen Behandlungsstation und der entsprechenden Gantry 18 zu steuern, um den Protonenstrahl 58 in Richtung eines spezifischen Isozentrums 60 auf den Patienten 24 zu orientieren. Darüber hinaus können die Konfigurationsdaten, Parameter, etc. ferner die Dauer der Verabreichung von Behandlungen, die Energiestärke des Protonenstrahls, die Dauer der Bestrahlungsdosis und die Bestrahlung mehrerer Behandlungsbereiche an dem Patienten umfassen. Es ist entscheidend für die Patientensicherheit, dass die Konfigurationsdaten, Parameter, etc., die in den Systemsteuerungsdateien 56 gespeichert sind, dezentral zugänglich sind, so dass, falls das Konfigurationsmanagementsystem 54 aus irgendwelchen Gründen off-line geht, das PBTS 10 und seine Komponenten funktionsfähig bleiben können. Vorteilhafterweise bietet die Erzeugung und Verteilung der Systemsteuerungsdateien 56 an das PBTS-Behandlungsverabreichungssystem 10 und seine Komponenten durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine Steuerungstrennung, so dass das PBTS 10 und seine Komponenten für die Verabreichung der Behandlungen an Patienten weniger auf das Konfigurationsmanagementsystem 54 angewiesen sind.
Es sollte allgemein offensichtlich sein, dass das PBTS-Steuerungssystem 62 und die Verarbeitungskomponenten des Konfigurationsmanagementsystems 54 beispielshalber Rechenanlagen, Programmlogik oder andere Substratkonfigurationen mit einschließen können, die Daten und Befehle darstellen und die, wie hier beschrieben, arbeiten. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann das PBTS-Steuerungssystem 58 und die Verarbeitungs- und Managementkomponenten des Konfigurationsmanagementsystems 54 Steuerungsschaltungen, Prozessorschaltungen, Prozessoren, Universalzweck-Einfachchip- oder Multichip-Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, eingebettete Mikroprozessoren, Mikrocontroller und Ähnliches mit einschließen. Zudem ist einsichtig, dass in einer Ausführungsform, die Programmlogik als eine oder mehrere Komponenten implementiert werden kann, wobei die Komponenten konfiguriert werden können, um auf einem oder mehreren Prozessoren abzulaufen. Die Komponenten können Software- oder Hardwarekomponenten, Module wie z. B. Softwaremodule, objektabhängige Softwarekomponenten, Gruppenkomponenten und Aufgabenkomponenten, Prozessverfahren, Funktionen, Attribute, Prozesse, Subroutinen, Programmcodesegmente, Laufwerke, Firmware, Mikrocodes, Schaltungen, Daten, Datenbanken, Datenstrukturen, Tabellen, Datenreihen und Variablen umfassen, sie sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
In einem Aspekt kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 mittels Anwendungen, die für relationale Datenbankabläufe und -Implementierungen vorgesehen sind, implementiert werden. Es ist ferner verständlich, dass das Konfigurationsmanagementsystem 54 als Spreadsheet oder als einfache Datenbank mit separaten Tabellen oder andere bekannten Datenstrukturen wie z. B. verkettete Listen, binäre Bäume usw. implementiert werden können. Außerdem kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 als eine Vielzahl von Datenbanken, die gemeinsam verwaltet werden, implementiert werden. Es ist offensichtlich, dass die Struktur und das Schema des Konfigurationsmanagementsystems 54 je nach Bedarf verändert werden kann, um die Beziehungen oder Zuordnungen zu implementieren, die für die Ordnung und Kategorisierung der Informationen in dem Konfigurationsmanagementsystem 54 verwendet werden.
Die 3A–3C veranschaulichen verschiedene praktische Ausführungsformen des PBTS 10 aus den 1, 2 und das Konfigurationsmanagementsystem 54 von 2. Zur einfacheren Behandlung, zeigt 3A ein vereinfachtes Blockdiagramm des Benutzer-Interfacesystems 52, des Konfigurationsmanagementsystems 54 und des Behandlungsverabreichungssystems 10. In dieser besonderen Ausführungsform kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine Managementkomponente 70, eine Datenbankkomponente 72 und eine Steuerungsdateikomponente 74 aufweisen, die funktionell miteinander verbunden sind, um die PBTS-Konfigurationsdaten, Parameter und Steuerungseinstellungen für das PBTS 10 zu verwalten, zu aktualisieren und zu verteilen. Die PBTS-Datenbanksystemkomponenten 70, 72, 74 können Hardware- und/oder Software-Subsysteme aufweisen, die für eine spezifische Funktionalität bezüglich des PBTS 10 geeignet sein können.
Vorteilhafterweise reduziert die Verwendung der Systemsteuerungsdateien, wie hier beschrieben, das Auftreten einzelner Fehlerstellen durch Erzeugung eines statischen Dokuments, wie z. B. eine flache Datei, eine binäre Datei, eine Flash-Speicherdatei, etc., die Betriebs- und Konfigurationsparameter mit einschließen, und anschließender Verteilung des statischen Dokuments an die Behandlungsverabreichungskomponenten. Darüber hinaus gewährleistet die Verteilung der Systemsteuerungsdateien eine Betriebsunabhängigkeit der Behandlungsverabreichungskomponenten von der Datenbankkomponente aufgrund der damit verbundenen Abhängigkeit von den Systemsteuerungsdateien für Betrieb und Parameterabruf. In einem weiteren Aspekt kann trotz einer möglichen Verwendung einer Kommunikationsverbindung zum Verteilen der erzeugten Systemsteuerungsdatei oder des statischen Dokumentes an eine oder mehrere der Behandlungsverabreichungskomponenten, die Betriebsabhängigkeit auf die verteilte Systemsteuerungsdatei oder das statische Dokument verschoben werden.
Zur einfacheren Aktualisierung und zum einfacheren Abruf, können die Konfigurationsparameter z. B. in den Datenbanktabellenstrukturen als Datensätze oder Werte gespeichert werden. Beim Erzeugen des statischen Dokuments oder der Steuerungsdatei können die abgerufenen Konfigurationsparameterwerte in einem verdichteten Informationsset angeordnet sein, das durch die Behandlungsverabreichungskomponenten lesbar ist. Vorteilhafterweise nutzt das verdichtete Informationsset die systemspezifische Funktionalität der Behandlungsverabreichungsvorrichtung so aus, dass ein zusätzliches numerisches Programm oder Hilfsprogramm oder eine Anwendung zum Analysieren der Konfigurationsparameterwerte aus dem statischen Dokument für die Behandlungsverabreichungsvorrichtungen unnötig ist. Der Rahmen und die Funktionalität dieser Prozesse wird nachfolgend näher und ausführlicher beschrieben.
In einer Ausführungsform empfängt das Behandlungsverabreichungssystem 10, sobald Parametermodifikationen angefordert wurden, periodische Parameteraktualisierungen in Form von elektronischen Steuerungsdateien aus dem Konfigurationsmanagementsystem 54 mittels z. B. eines Kommunikationsnetzwerks, wie bspw. ein Ethernet, Intranet oder Internetkommunikationssystem. In einigen Fällen, können die Behandlungsverabreichungskomponenten Anfragen an das Konfigurationsmanagementsystem senden, wodurch abgefragt wird, ob Parameteraktualisierungen vorliegen. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, werden die Parameteraktualisierungen an das Behandlungsverabreichungssystem in einem lesbaren Format gesendet, das einfach durch die Behandlungsverabreichungskomponenten des Systems identifiziert wird.
3B zeigt ferner das Konfigurationsmanagementsystem 54 aus den 2, 3A mit zusätzlichen Funktionsmerkmalen, die mit der Datenbankkomponente 72 in Zusammenhang stehen. Die Konfigurationen und Betriebsparameter 80, wie bspw. Daten, Informationen und Steuerungseinstellungen, können in der Datenbankkomponente 72 des Konfigurationsmanagementsystems 54 als Datenbankdateien in einer im Allgemeinen bekannten Weise gespeichert werden. Jede PBTS-Behandlungsverabreichungskomponente 11, 12, 14, 16, 18, 20 des PBTS 10 kann z. B. ihr eigenes Set von Parametern 80 bezüglich der Konfiguration und des Betriebs haben. Eine relationale Zuordnung kann in der Datenbankkomponente 72 zwischen der jeweiligen PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten 11, 12, 14, 16, 18, 20 und Ihrer eigenen Sets von Parametern 80 von 1 bis N erstellt werden. Diese Parameter 80 können durch die Managementkomponente 70 auf eine im Allgemeinen bekannten Weise durchsucht, abgerufen, sortiert und bearbeitet werden, so dass, wann immer ein autorisierter Benutzer eine Parameteraktualisierung mittels des Benutzer-Interfacesystems 52 anfordert, Parameteraktualisierungsdateien 82 erzeugt werden. Der Prozess der Aktualisierung der Parameter wird nachfolgend ausführlicher beschrieben.
In einer Ausführungsform werden die Konfigurationsdaten und Parameter in Sets verwaltet. Die Datenbankkomponente 72 ist verantwortlich für die Verwaltung von genehmigten, aktuellen und beantragten Sets von Konfigurationsdaten und Parametern. Ein genehmigtes Set kann das Set von Parameterkonfigurationen aufweisen, die für das Ermöglichen der Weiterführung von Behandlungen zulässig sind. Aus Sicherheitsgründen gibt es vorzugsweise zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein zugelassenes Set von Konfigurationsparametern. Ein aktuelles Set kann das Set von Parameterkonfigurationen aufweisen, mit denen das PBTS 10 momentan konfiguriert wird und die für die Behandlungen zulässig sein können, oder auch nicht. Das aktuelle Set kann eines von einer Vielzahl von in der Datenbankkomponente 72 gespeicherten Konfigurationssets sein. Ein vorgeschlagenes Set kann ein Set von Parameterkonfigurationen aufweisen, das auf die Genehmigung von einem Systemadministrator wartet, bevor es für Behandlungen verwendet werden kann.
Wie in 3C gezeigt, kann die Managementkomponente 70 durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 verwendet werden, um Konfigurationsparameter aus der Datenbankkomponente 72 zu identifizieren, abzurufen und zu aktualisieren, und um Systemsteuerungsdateien 56 mittels der Steuerungsdateikomponente 74 zu erzeugen. Nach der Erzeugung der Systemsteuerungsdateien 56, verteilt die Managementkomponente 70 anschließend die Systemsteuerungsdateien 56a, 56b, 56c, 56d, 56e an die entsprechenden PBTS-Behandlungsverabreichungssysteme 10a, 10b, 10c, 10d, 10e des PBTS 10, die Strahlsteuerungssysteme 10a, Sicherheitssysteme 10b, Energieversorgungssysteme 10c, Erfassungssysteme 10d und verschiedene zusätzliche Systeme 10e mit einschließen. Die Strahlsteuerungssysteme 10A können den Strahltransport 14, die Verzweigungsstelle, die Gantry 18 und das Strahlverabreichungssystem 20 mit einschließen. Die Energieversorgungssysteme können die Protonenenergiequelle 11 und den Beschleuniger 12 mit einschließen.
Die Datenbankkomponente 72 kann in der Eigenschaft von im Allgemeinen bekannten Speichervorrichtungen fungieren, wie z. B. Festplatten, Compact Disks, transportable Speichermedien, Bandlaufwerke, Flash-Speicher, optische Vorrichtungen, integrierte Schaltungen, etc., wobei die Parameterinformationen leicht über das Benutzer-Interfacesystem 52 gespeichert, bearbeitet und abgerufen werden können. Die Steuerungsdateikomponente 74 kann als relationaler Konverter fungieren, der Datensprachformate in Steuerungsdateisprachformate konvertiert, so dass in der Datenbank gespeicherte Konfigurationsparameter in für die Funktionskomponenten des PBTS 10 lesbare Betriebsparameter konvertiert werden können.
In einem komplexen, softwaregesteuerten Multiprozessorsystem, wie bspw. das PBTS 10, kann es wichtig sein, Behandlungskonfigurationsparameter bereitzustellen, die leicht durch einen autorisierten Benutzer modifiziert werden, um das Software-gesteuerte System für verschiedene Betriebsmodi, wie z. B. die Modifizierung der Parametertoleranz, des Benutzerzugangs, der Zugriffsstufen, der Debug-Ausgabe, etc. einzustellen. In den meisten Fällen werden die Konfigurationsparameter durch Ausführungssoftware des PBTS 10 rechtzeitig und in einer sicheren Weise geladen. Ferner umfasst das PBTS 10 häufig mehrere Betriebsmodi (Behandlung, Untersuchung, Auftragsvergabe), mehrere Konfigurationseinstellungen (passive Strahlverabreichung, aktive Strahlverabreichung) und mehrere Patienteneinstellungen. Des Weiteren kann es mehr als eine Person geben, die autorisierten Zugriff hat, um Daten- und Parametersets zu modifizieren.
In einer Ausführungsform stellt das Konfigurationsmanagementsystem 54 einen zentralisierten Datenbankserver bereit, der Konfigurations- und Betriebsinformationen, wie z. B. Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen für das Softwaregesteuerte PBTS 10 speichert. In einer Ausführungsform werden die Parametermodifikationen und der Parameterabruf von dem Konfigurationsmanagementsystem 54 mittels Anforderungen aus dem Benutzer-Interfacesystem 52 ausgeführt. Ferner stellt das Konfigurationsmanagementsystem 54 Konfigurationsmanagementaktivitäten bereit, die das Führen von Aufzeichnungen (z. B. wer wann und wie bestimmte Parameter modifiziert hat, ob ein Parameter für einen bestimmten Modus genehmigt ist), Bereitstellung von Backup-Daten und Versionierung umfassen können. Des Weiteren können Konfigurationsdaten und Parameter temporär in einer Weise verändert werden, dass nach einem festgelegten Zeitraum neu modifizierte Werte der Konfigurationsdaten und Parameter wieder die vorherigen gespeicherten Werte annehmen können. Die Wiederannahme der vorherigen Daten, Parameter, etc. kann auch eintreten, nachdem die Systemsteuerungsdateien 56 erzeugt wurden.
In einem Aspekt kann das Modifizieren der Daten und Parameter von der Genehmigung eines Administrators abhängig sein, wodurch die Erhaltung der Datenintegrität und die Sicherstellung der richtigen Behandlungsdosen und -verabreichung unterstützt wird. Der Systemadministrator kann eine zeitliche Begrenzung für die Modifizierungsgültigkeit entweder zulassen, ablehnen oder einrichten. In einigen Fällen, nämlich falls doppelte Modifikationsanforderungen von einem oder mehreren autorisierten Benutzern verlangt werden und der Systemadministrator alle anhängigen Modifikationsanforderungen genehmigt, hebt die letzte Modifikationsanforderung anschließend alle anderen Anforderungen auf. In anderen Fällen kennzeichnet eine Zeitlimitperiode, dass der Systemadministrator eine beauftragte Modifizierung überprüft, jedoch nur für eine begrenzte Dauer. In dieser besonderen Situation, wird der vorherige Wert oder Parameter im Vorfeld von der Modifizierungsaufforderung wieder eingestellt, sobald der festgelegte Zeitpunkt überschritten und/oder die festgelegte Zeit verstrichen ist.
Vorteilhafterweise schließt das Konfigurationsmanagementsystem 54 die Möglichkeit mit ein, Systemsteuerungsdateien 56 zu erzeugen, um problematische Situationen, die während des Betriebs des PBTS 10 auftreten können, im Wesentlichen zu vermeiden. Netzwerkprobleme und einzelne Fehlerstellen können als Folge eines unerwarteten Herunterfahrens und/oder des Auftauchens einer beschädigten Datei auftreten. Die Systemsteuerungsdateien 56 können verschiedene Typen von Steuerungsdateien, wie z. B. flache Dateien, binäre Dateien, Flash-Speicher Dateien, etc. mit einschließen, wodurch eine schnelle, dezentrale Parameterabrufmöglichkeit und unabhängige Betriebsmöglichkeiten für das PBTS 10 bereitgestellt werden. In einem Aspekt kann das Modifizieren der Konfigurationsdaten und Parameter während der Behandlungen die Verabreichung von Behandlungen nachteilig beeinflussen. Folglich werden die Systemsteuerungsdateien 56 aus Sicherheitsgründen vorzugsweise zwischen den Behandlungen erzeugt.
Des Weiteren weist das Konfigurationsmanagementsystem 54 einen Informationsmanagement- und Abrufsystem mit entsprechenden Konfigurationsmanagementmöglichkeiten und schnellem, sicherem und dezentralem Parameterabruf auf.
Das Konfigurationsmanagementsystem 54 verwendet z. B. die Managementkomponente 70 zusammen mit der Datenbankkomponente 72, um einen eingeschränkten Zugang zu Parametermodifikationen zu gewährleisten, wobei autorisierte Benutzer Konfigurationsdaten, Parameter, etc. ändern dürfen und unbefugten Nutzern der Zugang zu Konfigurationsdaten, Parameter, etc. nicht gewährt wird. Des Weiteren verwendet das Konfigurationsmanagementsystem 54 die Managementkomponente 70 zusammen mit der Steuerungsdateikomponente 74, um die Systemsteuerungsdateien 56 aus den Parameterdateien 80, 82 für die Verteilung der Konfigurationsparameter an das PBTS 10 zu erzeugen.
In einem Aspekt kann das Konfigurationsmanagementsystem 54 auf periodischer Grundlage oder wenn ein Parameter entweder temporär oder permanent modifiziert wurde Systemsteuerungsdateien 56 aus den Parameterdateien 80, 82 erzeugen, wodurch im Wesentlichen sichergestellt wird, dass eine richtige Syntax während der Erzeugung beachtet wurde. Die Managementkomponente 70 hat z. B. Zugriff auf die Programmiersprache, die von jeder der Behandlungsverabreichungskomponenten in dem PBTS 10 verwendet wird. In einem Aspekt kann die richtige Syntax das Verwenden eines spezifischen Sets von Regeln, die durch die Programmiersprache vorgeschrieben sind, mit einschließen, um Befehlselemente in zugelassene Strukturen zusammenzuschließen, die von der vorgesehenen Behandlungsverabreichungskomponenten lesbar sein werden. Die richtige Syntax kann sich auf eine systematische Anordnung von Daten und Anweisungen beziehen, die leicht durch eine vorgesehene Behandlungsverabreichungskomponente aus den Systemsteuerungsdateien 56 analysiert werden können. Darüber hinaus werden die erzeugten Systemsteuerungsdateien 56 anschließend in den entsprechenden, den Funktionskomponenten des PBTS 10 zugeordneten Verzeichnisse angeordnet. Des Weiteren ruft die von den Funktionskomponenten des PBTS 10 verwendete Ausführungssoftware die entsprechende Systemsteuerungsdatei 56 auf, und lädt die angeforderten Konfigurationsparameter für die Verabreichung der Behandlung.
4A zeigt eine Ausführungsform einer logischen Ordnung einer Vielzahl von Konfigurationsparameterwerten 80 in der Datenbankkomponente 72. Wie vorangehend beschrieben, gibt es eine signifikante Anzahl von Konfigurationsparameterwerten 80, die auf jede PBTS-Behandlungsverabreichungskomponente in dem PBTS 10 appliziert werden können. Das Verfolgen der Konfigurationsparameterwerte für PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten kann hochkomplex und mühsam sein. Daher kann die Managementkomponente 70 dazu verwendet werden, um Parameter für spezifische Behandlungsverabreichungskomponenten in dem PBTS 10 mittels einer Vielzahl von Abbildungstabellen 74 abzubilden. In der Datenbankkomponente 72 können die Abbildungstabellen 74, die Verteilungskennsätze 76a, 76b, 76c zu Nachschlageschlüsseln 78 mit einschließen, zur Identifizierung und zum Abruf von Konfigurationsparameterwerten 80 erzeugt werden, um dadurch eine Vielzahl von Systemsteuerungsdateien 86 zu erzeugen. In einem Aspekt identifizieren die Nachschlageschlüssel 78, wo die Daten- und Parameterwerte 80 im Inneren der Datenbankkomponente 72 angeordnet werden können, wobei jeder Verteilungskennsatz 76 auf einen spezifischen Nachschlageschlüssel 78, bei dem die Daten- oder Parameterwerte 80 in der Datenbankkomponente 72 gefunden werden können, hinweist.
Eine erste Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 kann z. B. auf eine erste Abbildungstabelle 74a abgebildet werden, die ein erstes Set von Verteilungskennsätzen 76a mit einschließt. Eine zweite Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 kann auf eine zweite Abbildungstabelle 74b abgebildet werden, die ein zweites Set von Verteilungskennsätzen 76b mit einschließt. Eine dritte Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 kann auf eine dritte Abbildungstabelle 74c abgebildet werden, die ein drittes Set von Verteilungskennsätzen 76c mit einschließt. Wie in 4A gezeigt, kann das erste Set von Verteilungskennsätzen 76a auf Nachschlageschlüssel A, C und E (78) hinweisen, die ferner auf Konfigurationsparameterwerte V1, V2 und V5 (80) hinweisen können. Das zweite Set von Verteilungskennsätzen 76b kann auf Nachschlageschlüssel B und E (78) hinweisen, die ferner auf die Konfigurationsparameterwerte V2 und V5 (80) hinweisen können. Das dritte Set von Verteilungskennsätzen 76c kann auf Nachschlageschlüssel A, D, E und F (78) hinweisen, die ferner auf die Konfigurationsparameterwerte V1, V4, V5 und V6 (80) hinweisen können.
Wie in 4A durch eine gestrichelte Linie angedeutet, erfolgt die Parameterreferenzierung zum größten Teil in der Datenbankkomponente 72 in einer im Allgemeinen bekannten Weise. In einem Aspekt können die Konfigurationsparameterwerte 80, sobald die Konfigurationsparameterwerte 80 identifiziert und abgerufen wurden, anschließend in die Systemsteuerungsdateien 86 zur Verteilung an die entsprechenden PBTS-Behandlungsverabreichungskomponenten in dem PBTS 10 importiert werden, wie in 4A durch eine durchgezogene Linie veranschaulicht wird. Die erste Abbildungstabelle 74a kann z. B. verwendet werden, um eine erste Systemsteuerungsdatei 86a zu erzeugen und an die erste Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 zu verteilen. Die zweite Abbildungstabelle 74b kann verwendet werden, um eine zweite Systemsteuerungsdatei 86b zu erzeugen und an die zweite Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 zu verteilen. Die dritte Abbildungstabelle 74 kann verwendet werden, um eine dritte Systemsteuerungsdatei 86c zu erzeugen und an die dritte Behandlungsverabreichungskomponente des PBTS 10 zu verteilen.
Es ist offensichtlich, dass die Reihenfolge, in der die Parameterwerte abgerufen werden, variieren und von der spezifischen Reihenfolge, in der die vorgesehene Behandlungsverabreichungskomponente die Informationen aus der Steuerungsdatei analysiert, abhängen können. Es ist ebenfalls offensichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Techniken zur Steuerungsdateierzeugung von einem Fachmann eingesetzt werden kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Wie vorangehend beschrieben, kann es sein, dass Behandlungsparameterdaten aktualisiert werden müssen, um neue Behandlungsdosen, etc. widerzuspiegeln. Daher können die Konfigurationsparameterwerte 80, sobald die Konfigurationsparameterwerte 80 identifiziert und in der Datenbankkomponente 72 angeordnet sind, ersetzt oder durch aktualisierte Konfigurationsparameterwerte 82 korrigiert werden. Es ist offensichtlich, dass das Speichern von Daten und Informationen im Allgemeinen im Fachgebiet bekannt ist und eine beliebige Anzahl allgemein bekannter Methoden zum Speichern verwendet werden können, um die aktualisierten Konfigurationsparameterwerte 80 in der Datenbankkomponente 72 zu speichern.
4B zeigt eine Ausführungsform einer logischen Ordnung von Konfigurationsparameterzuordnungen 94. Benutzereingabemodifikationen 90 an spezifische Konfigurationsparameter können andere abhängige Konfigurationsparameter in einer Weise beeinflussen, dass es möglich ist, dass die abhängigen Konfigurationsparameterwerte neu berechnet werden müssen. In einem Aspekt kann eine Vielzahl von Referenzstellen 92 verwendet werden, um eine Vielzahl von Parameterzuordnungen 94, die den eingegebenen Modifikationen 90 des Benutzers entsprechen, zu identifizieren. Wie in 4B veranschaulicht, kann z. B. eine erste eingegebene Modifikation 90a auf einen ersten Konfigurationsparameterwert V1, auf den durch Nachschlageschlüssel A Bezug genommen wird, auf eine erste Referenzstelle 92a hinweisen, die ferner auf eine erste und eine zweite Parameterzuordnung 94a, 94b hinweisen kann. Da V1 durch einen Benutzer modifiziert wurde, findet die Datenbankkomponente 72 die den Nachschlageschlüsseln D und F zugeordneten Konfigurationsparameterwert V4 und V6. Anschließend können die Konfigurationsparameterwerte V4 und V6 dann gemäß einer vorgegebenen Funktion, wie z. B. V4 = V4 + V1 und V6 = V6 + V1, neu berechnet werden. Es ist offensichtlich, dass die Neuberechnungsfunktion abhängig von einer bestimmten Anwendung variieren kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
In einem weiteren Beispiel kann auf ähnliche Weise eine zweite eingegebene Modifikation 90a auf einen zweiten Konfigurationsparameterwert V2, auf den durch Nachschlageschlüssel B Bezug genommen wird, auf eine zweite Referenzstelle 92b hinweisen, die ferner auf eine dritte Parameterzuordnung 94c hinweisen kann. Da V2 durch einen Benutzer modifiziert wurde, findet die Datenbankkomponente 72 den dem Nachschlageschlüssel A zugeordneten Konfigurationsparameterwert V1. Anschließend kann der Konfigurationsparameterwert V1 dann gemäß einer vorgegebenen Funktion, wie z. B. V1 = V1 + V2, neu berechnet werden. Des Weiteren kann eine dritte eingegebene Modifikation 90c auf einen dritten Konfigurationsparameterwert V3, auf den durch den Nachschlageschlüssel C Bezug genommen wird, auf eine dritte Referenzstelle 92c hinweisen, die ferner auf eine vierte, fünfte und sechste Parameterzuordnung 94d, 94e, 94f hinweisen kann. Da V3 durch einen Benutzer modifiziert wurde, findet die Datenbankkomponente 72 die den Nachschlageschlüsseln B, E und F zugeordneten Konfigurationsparameterwerte V2, V5 und V6. Anschließend können die Konfigurationsparameterwerte V2, V5 und V6 dann gemäß einer festgelegten Funktion, wie z. B. V2 = V2 + V3, V5 = V5 + V3 und V6 = V6 + V3, neu berechnet werden.
Es ist offensichtlich, dass die Reihenfolge, in der die Konfigurationsparameterwerte neu berechnet werden, in Abhängigkeit von spezifischen Anwendungsprioritäten, die durch den Benutzer festgelegt wurden, variieren können. Wie vorangehend erwähnt, wird der letzten Modifikation die Priorität über frühere Modifikationen gegeben, oder die Priorität kann durch den Konfigurationsadministrator festgelegt werden. Es ist ferner offensichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Techniken zur Parameterzuordnung von einem Fachmann verwendet werden kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
4C zeigt ein Beispiel der Verwendung von Abbildungstabellen 74 zum Erzeugen von Systemsteuerungsdateien 86, denen spezifische Behandlungsverabreichungsvorrichtungen in dem PBTS 10 zugeordnet sind. In einer Ausführungsform, weisen die Abbildungstabellen 74 Datensätze und Schlüssel zur Verwaltung der Daten als auch die aktuellen Parameter und ihre zugehörigen Attribute auf. Wie vorangehend beschrieben, verwendet das Konfigurationsmanagementsystem 54 Daten von autorisierten Benutzern mittels der Benutzer-Interfacevorrichtung 52, um die Konfigurationsdaten, Parameter, etc. in der Datenbankkomponente 72 zu beeinflussen oder zu modifizieren. Diese Daten werden den Behandlungsverabreichungskomponenten und -vorrichtungen in dem PBTS 10 als eine Abbildung aus den Tabellen auf die textbasierten Steuerungsdateien 86 zur Verfügung gestellt. Die Energieversorgung in dem PBTS 10 kann z. B. zur Versorgung eines oder mehrerer Magnete mit Energie verwendet werden, um die gewünschte Energie zu erreichen und den Strahl in einer im Allgemeinen bekannten Weise zu steuern. Es gibt unterschiedliche Energieversorgungstypen und jeder Energieversorgungstyp kann unterschiedlich konfiguriert werden. Infolge dessen können die den Energieversorgungen zugeordneten Konfigurationsparameter in der Datenbankkomponente 72 gespeichert werden.
Wie in 4C veranschaulicht, können die Konfigurationsparameter z. B. in der Datenbankkomponente 72 mittels Tabellen gespeichert werden. In einem Aspekt enthalten die Tabellen Informationen, die verwendet werden, um die Parameter und ihre Werte auf eine Weise nachzuschlagen und zu verwalten, wie vorangehend mit Bezug auf 4A, 4B beschrieben wurde und wie nachfolgend veranschaulicht wird.
In einer Ausführungsform, verwendet die Managementkomponente 70 des Konfigurationsmanagementsystems 54 die Datenbankkomponente 72, um notwendige Parameterwerte 80 zu selektieren und verwendet ferner die Steuerungsdateikomponente 74, um die Parameterwerte 80 in die Systemsteuerungsdateien 86 zu schreiben. Infolgedessen sind die Konfigurationsparameterwerte in dem Steuerungsdateiformblatt 86 für den Abruf durch vorgesehene Beschreibungsverabreichungskomponenten des PBTS 10 verfügbar.
Wie in 4C veranschaulicht, kann die Datenbankkomponente 72 eine Abbildungstabelle 74 für die Energieversorgung mit einschließen. Die Abbildungstabelle der Energieversorgung 74 umfasst Verteilungskennsätze, die auf eine oder mehrere Nachschlageschlüssel 78 hinweisen, die wiederum auf der Energieversorgung zugeordnete Konfigurationsparameterwerte 80 hinweisen. Diese Konfigurationsparameterwerte 80 für die Energieversorgung können zur Verteilung an die Energieversorgungskomponente des PBTS 10 in eine Steuerungsdatei 86 importiert werden. In einem anderen Beispiel kann die Datenbankkomponente 72, wie in 4C veranschaulicht, ferner eine Abbildungstabelle 74 für ein Zeitsteuerungssystem mit einschließen. Die Abbildungstabelle des Zeitsteuerungssystems 74 umfasst Verteilungskennsätze, die auf eine oder mehrere Nachschlageschlüssel 78 hinweisen, die ferner auf dem Zeitsteuerungssystem zugeordnete Konfigurationsparameterwerte 80 hinweisen. Diese Konfigurationsparameterwerte 80 für das Zeitsteuerungssystem können zur Verteilung an die Zeitsteuerungssystemkomponente des PBTS 10 in eine Steuerungsdatei 86 importiert werden.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systemkonfigurationsprozesses 100, der von dem Konfigurationsmanagementsystem 54 verwendet werden kann, um Parameter für das PBTS 10 zu modifizieren. Die Datenbankkomponente 72 der PBTS-Konfigurationsmanagementkomponenten 54 wird verwendet, um die Integrität der Konfigurationsdaten, Parameter, etc. auf eine Weise zu verwalten und beizubehalten, so dass die Duplizierung der Konfigurationseinstellungen vermieden wird. Des Weiteren können die gespeicherten Konfigurationsdaten, Parameter, etc. einfach abgerufen, modifiziert und archiviert werden, so dass die Konfigurationsparameter auf eine effizientere Weise aktualisiert werden können.
Das Systemkonfigurationsprozess 100 beginnt mit einem Anlaufzustand 102 und schreitet dann zu einem Zustand 104 fort, bei dem ein Benutzer über ein Benutzer-Interfacesystem 52 eine Parameteraktualisierung anfordern kann. In einer Ausführungsform gibt der Benutzer die neuen Systemkonfigurationsparameter in das Benutzer-Interfacesystem 52 mittels ein Computer-Arbeitsplatzsystem ein, und die aufgeforderte Parameteraktualisierung mit den neuen Systemkonfigurationsparametern wird elektronisch zur Beurteilung an das Konfigurationsmanagementsystem 54 gesendet. Anschließend läuft die Managementkomponente 70 des Konfigurationsmanagementsystems 54 nach Empfang der angeforderten Parameteraktualisierung durch einen PBTS-Systemcheck, der die neuen Systemkonfigurationsparameter mit einem Wertetoleranzbereich vergleicht. Falls der Betriebsbereich einer Energieversorgung z. B. zwischen 0 und 500 A liegt, dann verifiziert die Managementkomponente 70, dass der neue Systemkonfigurationsparameter für die Energieversorgung nicht kleiner als 0 A und nicht größer als 500 A ist.
Falls in einem Entscheidungszustand 108 eine oder mehrere der neuen Systemkonfigurationsparameter in der angeforderten Parameteraktualisierung außerhalb des Toleranzbereichs liegen, dann werden die vorherigen Datenbankeinstellungen für die vorherigen Systemkonfigurationsparameter beibehalten und der Benutzer wird in einem Zustand 114 in Kenntnis gesetzt, und der Prozess 100 endet anschließend in einem Endzustand 116. Andernfalls, falls in dem Entscheidungszustand 108 die neuen Konfigurationsparameter in der angeforderten Parameteraktualisierung in den vorbestimmten Toleranzbereich fallen, schreitet der Prozess 100 dann zu einem Zustand 112 fort, in dem die Managementkomponente 70 des Konfigurationsmanagementsystems 54 eine Parameteraktualisierung ausführt, wie nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf 6 beschrieben wird. Sobald die Systemkonfigurationsparameter in der Datenbankkomponente 72 des Konfigurationsmanagementsystems 54 auf die neuen Systemkonfigurationsparameter in der angeforderten Parameteraktualisie rung aktualisiert wurden, wird der Benutzer in dem Zustand 114 in Kenntnis gesetzt, und der Prozess 100 endet in dem Endzustand 116.
Wie vorangehend beschrieben, kann es in einem komplexen, softwaregesteuerten Multiprozessorsystem, wie bspw. das PBTS 10, wichtig sein, konfigurierbare Behandlungsparameter bereitzustellen, die leicht durch einen autorisierten Benutzer modifiziert werden, um das softwaregesteuerte System für verschiedene Betriebsmodi einzustellen. Vorteilhafterweise stellt das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine zentralisierte Datenbank bereit, die Konfigurationsdaten, Parameter, etc. für das softwaregesteuerte PBTS 10 effizient speichert. Außerdem können die Parametermodifikation und der Parameterabruf durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 mittels Anforderungen aus dem Benutzer-Interfacesystem 52 durchgeführt werden.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Parameteraktualisierungsprozesses 140, der durch eine Managementkomponente 70 des Konfigurationsmanagementsystems 54 verwendet werden kann, um von dem PBTS 10 verwendete Systemkonfigurationsparameter zu aktualisieren. Die aktualisierten Parameter werden leicht aus den Datenbankdateien identifiziert und abgerufen und anschließend für die Verteilung an das PBTS 10 zu Steuerungsdateien konvertiert. Die Erzeugung und Verteilung der Systemsteuerungsdateien 56 an das PBTS-Behandlungsverabreichungssystem 10 und dessen Komponenten durch das Konfigurationsmanagementsystem 54 bietet eine Steuerungstrennung, so dass das PBTS 10 und dessen Komponenten bei der Verabreichung von Behandlungen an Patienten weniger abhängig von dem Konfigurationsmanagementsystem 54 sind. Zur einfachen Behandlung wird auf 3B in Zusammenhang mit 6 verwiesen.
Der Parameteraktualisierungsprozess 140 beginnt in einem Anlaufzustand 142 und schreitet zu einem Zustand 144 fort, in dem die Managementkomponente 70 des Konfigurationsmanagementsystems 54 die der angeforderten Parameteraktualisierung 82 in der Datenbankkomponente 72 zugeordneten Parameter 80 identifiziert. In einem Zustand 146, werden die neuen Systemkonfigurationsparameter in der angeforderten Parameteraktualisierung 82 temporär in der Datenbankkomponente des Konfigurationsmanagementsystems 54 gespeichert, während auf die Genehmigung von einem Systemadministrator gewartet wird.
Nachdem die Modifikationsfreigabe gewährt wurde, wird entweder die angeforderte Parameteraktualisierung 82 auf einer schreibgeschützen Weise gespeichert, so dass die vorherigen Parameter 80 durch die Parameteraktualisierung 82 ersetzt wird, oder die angeforderte Parameteraktualisierung 82 wird verwendet, um Systemsteuerungsdateien 56 für eine spezifische Behandlung zu erzeugen und die vorhergehenden Parameter 80 werden in der Datenbankkomponente 72 beibehalten. Durch das temporäre Speichern der Parameteraktualisierung 82 tritt keine Duplizierung der Daten ein und die vorherigen Parameter 80 sind nicht verloren. Eine temporäre Parameteraktualisierung 82 wird einen festgelegten Zeitraum für den Ablauf haben, und zwar auf eine wie zuvor beschriebene Art und Weise. Dies ermöglicht eine erhöhte Behandlungsflexibilität insofern, als dass die Behandlungsdosen für jede Verabreichung von Behandlungen variiert werden kann, ohne die vorherigen Konfigurationsparameter zu verlieren.
Als nächstes verwendet die Managementkomponente 70 im Zustand 148 die Steuerungsdateikomponente 74 zur Erzeugung der Systemsteuerungsdatei 56 mit den neuen Systemkonfigurationsparametern aus der angeforderten Parameteraktualisierung 82. In einer weiteren Ausführungsform ruft die Managementkomponente 70 Konfigurationsparameter aus der Datenbankkomponente 72 ab und reiht die Parameterwerte in einem String, indem jeder Wert durch ein Trennzeichen getrennt wird. In einem Aspekt hat die Steuerungsdateikomponente 74 Vorkenntnis über die Anordnung, in der die Parameterwerte durch die vorgesehene Funktionskomponente des PBTS 10 analysiert werden. Demzufolge verwendet die Managementkomponente die Steuerungsdateikomponente, um die Platzierung jeden Parameterwertes in der Schlange zu verfolgen, so dass die Systemsteuerungsdatei 56 richtig mit der korrekten Syntaxanalysereihenfolge erzeugt wird.
Optional kann dann die Managementkomponente 70 die Prüfsumme berechnen und aktualisieren, wodurch die erzeugte Systemsteuerungsdatei 56 auf Fehler überprüft wird. In einem Aspekt stellen die erzeugten Systemsteuerungsdateien 56 Prüfsummenvorgänge bereit, um zu verifizieren, dass die erzeugten Daten aktuell und auf dem neuesten Stand sind. Wenn die Systemsteuerungsdateien 56 erzeugt werden, verwendet die Managementkomponente 70 einen Prüfsummenalgorithmus um die Erkennung von Datenbeschädigung zu ermöglichen. Die Prüfsummenmethode ist eine übliche Form, um Beschädigungen bei der Netzwerkübermittlung von Datenpaketen zu entdecken. Der Sendeprozess fügt eine Prüfsumme an das Ende des Pakets zu, die der Empfänger verwendet, um zu bestätigen, dass das Paket nicht beschädigt ist. Es gibt viele Prüfsummenalgorithmen. Sie nehmen im Allgemeinen die Informationen in dem Paket/der Datei und führen mathematische Operationen und/oder logische Operationen (bitweise Verschiebung, bitweise Drehung, etc.), um das Paket/die Datei zu „addieren". Der Empfangsprozess verwendet für die Daten den gleichen Algorithmus und vergleicht ihn mit der Prüfsumme. Falls sie übereinstimmen, gibt es keine Datenbeschädigung. Nachfolgend erstellt das Konfigurationsmanagementsystem 54 eine Verbindung mit dem PBTS 10 her und verteilte die erzeugte Systemsteuerungsdatei 56 an die zugehörige Funktionskomponente des PBTS 10. Anschließend endet der Parameteraktualisierungsprozess 140 in einem Endzustand 154.
Vorteilhafterweise ruft das PBTS 10 oder dessen Betriebskomponenten die Daten, Parameter, etc. durch die Systemsteuerungsdateien 56 ab. Dies stellt im Wesentlichen sicher, dass die Daten, Parameter, etc. zugänglich bleiben können, selbst wenn oder falls eine einzelne Fehlerstelle bezüglich des Konfigurationsmanagementsystems 54 auftritt. Des Weiteren kann die Konfiguration des PBTS 10 oder dessen Betriebskomponenten erreicht werden, ohne von dem Konfigurationsmanagementsystem 54 während der Verabreichung einer Behandlung abhängig zu sein. Somit kann das PBTS 10 und dessen Funktionskomponenten auf eine unabhängige Weise fungieren, wodurch die nachteiligen Auswirkungen einzelner Fehlerstellen in dem Konfigurationsmanagementsystem 54 reduziert werden.
7 veranschaulicht die Vorteile der Verwendung des Konfigurationsmanagementsystems 54 der vorliegenden Erfindung zur Verwaltung, Aktualisierung und Verteilung der Konfigurationsparameter für das PBTS 10. Vorteilhafterweise verwendet das Konfigurationsmanagementsystem 54, wie hier beschrieben, eindeutige Kennzeichen beider datenbankabhängiger Dateimanagementsysteme und Steuerungsdateikonfigurationssysteme.
Wie in 7 veranschaulicht, gewährleistet das Konfigurationsmanagementsystem 54 bezüglich der Datenbankmanagementsysteme einen kontrollierten Zugang zu Konfigurations-Informationen, wie bspw. Authentifizierung und Protokollierung, Parameterbereichsverifikation bevor der Parameter von dem PBTS 10 gelesen wurde, Betriebsmodustrennung in Konfigurationsparametern, automatisiertes Backup und Datenintegrität. Des Weiteren kann das Datenbankmanagementsystem ferner eine Änderungskontrolle für einen einfachen Parameter, Ablaufzeitpunktmanagement von Parametermodifikationen und Dokumenterzeugungsmöglichkeiten bereitstellen, um die richtige Syntax und Datenintegrität der Systemsteuerungsdateien sicherzustellen.
Wie ferner in 7 veranschaulicht, gewährleistet das Konfigurationsmanagementsystem bezüglich der Steuerungsdateikonfigurationssysteme einen schnellen Zugang zu Konfigurationsparametern in den Systemsteuerungsdateien, wodurch weniger Zeit für das Abrufen einer Datei benötigt werden kann als beim Abruf eines Feldes in der Datenbank, und ein dezentralisierter Zugang auf Konfigurationsparameter mit höherer Zuverlässigkeit gewährleistet wird, was im Wesentlichen sicherstellt, dass Parameterinformationen im Falle von Datenkbankserver- oder Netzwerkstörungen und/oder -ausfällen zugänglich sind. Des Weiteren kann das Steuerungsdateikonfigurationssystem ferner dem Benutzer, Administrator und/oder Systembediener Konfigurationsinformationen in einem archivierten oder schreibgeschützten Format zur Verfügung stellen. Es ist offensichtlich, dass das Konfigurationsmanagementsystem 54 an existierende Steuerungsdateikonfigurationssysteme von einem Fachmann in unterschiedlichen gegenwärtig verwendeten medizinischen Vorrichtungen angebaut oder hinzugefügt werden kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die wesentlichen neuen Eigenschaften der Erfindung gezeigt, beschrieben und dargelegt hat, wie sie in dieser bestimmten Ausführungsform zum Einsatz kommen, versteht sich, dass verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen in Form der veranschaulichten Vorrichtungselemente von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne die Wesensart der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Demzufolge sollte der Rahmen der Erfindung nicht auf die vorangegangene Beschreibung beschränkt werden, sondern sollte durch die beigefügten Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Bestrahlungstherapiesystem (10) mit einer Vielzahl an Behandlungsvorrichtungen (11, 12, 14, 16, 18), einschließlich einer Bestrahlungsquelle (11) und einer Strahltransportvorrichtung (14), wobei das Bestrahlungstherapiesystem (10) Folgendes aufweist: eine Datenbankkomponente (72), die in ein Konfigurationsmanagementsystem (54) eingebunden ist und die Untermengen von Parametern (80) speichert, die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zugeordnet sind, wobei die Parameter (80) Befehlsinformationen aufweisen, die genutzt werden können, um die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen für den Betrieb zu konfigurieren; eine mit der Datenbankkomponente (72) verbundene Interfacekomponente (52), die einem Benutzer die Modifikation der Untermengen von Parametern (80) ermöglicht, welche den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zugeordnet und in der Datenbankkomponente (72) gespeichert sind; und eine Managementkomponente (70), die aus der Datenbank Untermengen von Parametern (80) entnimmt und Datenspeicherelemente (56) erzeugt, die die entnommenen Untermengen von Parametern (80) in einem Format aufweisen, das durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen lesbar ist, wobei die Datenspeicherelemente (56), zumindest teilweise basierend auf den darin enthaltenen Befehlsinformationen, die Konfigurierung der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen gestatten, und die Managementkomponente (70) ferner die Datenspeicherelemente (56) an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen verteilt, um dadurch für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen einen von der Datenbankkomponente (72) unabhängigen Betrieb zu gewährleisten, so dass ein Ausfall des Konfigurationsmanagementsystems (54) nicht den Betrieb des Bestrahlungstherapiesystems blockiert.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem der Betrieb der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen einen Behandlungsbetriebsmodus umfasst.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl von Behandlungsvorrichtungen mindestens eine Quelle für geladene Teilchen (11), einen Beschleuniger (12) und ein Strahltransportsystem (14) mit einschließt.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 3, bei dem die Quelle (11) oder der Beschleuniger (12) ein Protonensynchrotron mit einschließt, und das Strahltransportsystem (14) eine Vielzahl von Steuerungs- und Fokussierungsmagneten mit Strahlsensoren mit einschließt, die entlang einer evakuierten Strahltransportröhre angeordnet sind.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 4, bei dem das Strahltransportsystem (14) mit einer Serie von Verzweigungsstellen (16) verbunden ist, die eine Anordnung von Dipolablenkmagneten mit einschließen, die den Strahl zu einer aus der Vielzahl der strahlfokussierenden und ablenkenden Optiken (26) ablenken, welche zu den entsprechenden Behandlungsorten mit drehbaren Gantries (18) hinleiten.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 5, bei dem ein Strahlverabreichungssystem (20) innerhalb jeder drehbaren Gantry (18) angeordnet ist, die daran angepasst ist, gemäß einem spezifischen Patientenbehandlungsplan, therapeutische Bestrahlungsdosen an einen Patienten (24) abzugeben, der auf einer Behandlungsplattform (22) liegt.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Untermengen von Parametern (80) Behandlungsdaten, Konfigurationsparameter, Betriebsparameter und Steuerungseinstellungen für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen mit einschließen.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 7, in dem die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen softwaregesteuerte Geräte sind, die mindestens eine der Untermengen von Parametern (80) für Betrieb und Behandlung benötigen.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenbankkomponente (72) einen zentralisierten Datenbankserver aufweist, der Konfigurations- und Betriebsinformationen, wie beispielsweise Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen für die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen auf solche Weise speichert, dass ein einfacher Zugang zu den gespeicherten Konfigurationen und Betriebsinformationen gewährleistet ist, wobei das Abrufen und die Veränderung von Parametern mittels Anfragen von der Interfacekomponente durch den zentralisierten Datenbankserver einfach durchgeführt werden können.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 9, bei dem der zentralisierte Datenbankserver Konfigurationsmanagementaktivitäten bereitstellt, die das Führen von Aufzeichnungen und die Versionierung mit einschließen.
Bestrahlungstherapiesystem nach Anspruch 1, bei dem die Managementkomponente (70) das Auftreten einzelner Fehlerstellen durch Erzeugen geeigneter Datenspeicherelemente (56) und durch das Verteilen der Datenspeicherelemente (56) an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen verringert.
Bestrahlungstherapiesystem nach Anspruch 11, bei dem die Verteilung der Datenspeicherelemente (56) durch die Managementkomponente (70) die Betriebsunabhängigkeit der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen von der Datenbankkomponente (72) ermöglicht, und zwar durch die damit verbundene Abhängigkeit von den Datenspeicherelementen (56) für den Parameterabruf und die Betriebskonfiguration.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem das Bestrahlungstherapiesystem (10) mindestens eine Kommunikationsverbindung zwi schen der Managementkomponente (70) und den ausgewählten Behandlungsvorrichtungen aufweist, um die erzeugten Datenspeicherelemente (56) an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen zu verteilen.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Untermengen von Parametern (80) in der Datenbankkomponente (72) in zumindest einer der folgenden Formen gespeichert sind: Datenbanktabellenstrukturen, Datensätze und Werte.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenspeicherelemente (56) in einem verdichteten Informationsset angeordnet sind, das durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen lesbar ist.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 15, bei dem das verdichtete Informationsset die systemspezifische Funktionalität der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen so ausnutzt, dass ein zusätzliches numerisches Programm oder Hilfsprogramm oder eine Anwendung für die Erkennung der Konfigurationsparameterwerte aus den Datenspeicherelementen (56) durch die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen unnötig ist.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenspeicherelemente (56) einen Datentyp aufweisen, der in einer für jede der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten dateiabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenspeicherelemente (56) einen Datentyp aufweisen, der in einer für jede der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten adressabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenspeicherelemente (56) eine oder mehrere selbstlöschende oder schreibgeschützte Systemsteuerungsdateien aufweist.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Datenspeicherelemente (56) eine oder mehrere Systemsteuerungsdateien aufweisen.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 20, bei dem eine oder mehrere Systemsteuerungsdateien eine oder mehrere flache Dateien einschließen.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Managementkomponente (70) konfigurierbare Parameter zu jeder Behandlungsvorrichtung sendet, und bei dem eine ausgewählte Behandlungsvorrichtung aus den konfigurierbaren Parametern nutzbare Parameter gewinnt.
Bestrahlungstherapiesystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die Managementkomponente (70) selektiv konfigurierbare Parameter zu jeder Behandlungsvorrichtung sendet, welche durch jede Behandlungsvorrichtung nutzbare Parameter darstellen.
Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl dezentraler Geräte, die bei der Verabreichung von Behandlungen für ein Bestrahlungstherapiesystem (10) genutzt werden, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Speichern von Betriebsanweisungen für jedes Gerät innerhalb eines zentralisierten Konfigurationsmanagementsystems (54), das eine Datenbankkomponente (72) aufweist, in der die Betriebsanweisungen verwaltet werden; Auswählen eines Betriebsmodus für das Bestrahlungstherapiesystem und Identifizieren einer Untermenge von Betriebsanweisungen, die in der Datenbankkomponente (72) für jedes der dezentralen Geräte gespeichert sind, welche bei der Konfiguration des Bestrahlungstherapiesystems (10) benutzt werden, um in dem ausgewählten Betriebsmodus zu arbeiten; Erzeugen eines Datenspeicherelementes (56) für jedes der dezentralen Geräte, das die erforderlichen Betriebsanweisungen enthält, die notwendig sind, um jedes der dezentralen Geräte für die Funktion in einer solchen Weise zu konfigurieren, dass das Bestrahlungstherapiesystem (10) in dem ausgewählten Betriebsmodus arbeitet; und Übertragen des Datenspeicherelements (56) zu den dezentralen Geräten, wodurch die notwendigen Betriebsanweisungen für ein ausgewähltes dezentrales Gerät bereitgestellt werden, um ohne weiteren Zugriff auf das zentralisierte Konfigurationsmanagementsystem (54) in Betrieb zu sein, um die Arbeitsweise des Bestrahlungstherapiesystems (10) in dem gewünschten Betriebsmodus auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen eines Datenspeicherelements das Erzeugen einer Vielzahl von Datenspeicherelementen (56) mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen eines Datenspeicherelements das Erzeugen mindestens eines Flash-Speicher-Elements mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen eines Datenspeicherelements das Erzeugen mindestens einer Systemsteuerungsdatei mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24 bei dem das Übertragen des Datenspeicherelements zu den dezentralen Geräten das Übersenden des Datenspeicherelements zu den dezentralen Geräten mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Auswahl eines Betriebsmodus die Auswahl eines Behandlungsbetriebsmodus einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Steuerung einer Vielzahl von dezentralen Geräten die Steuerung einer Vielzahl von Behandlungskomponenten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Steuerung einer Vielzahl von dezentralen Geräten die Steuerung mindestens eines der folgenden Geräte mit einschließt: Quelle für geladene Teilchen (11), Beschleuniger (12) und Strahltransportsystem (14).
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die Steuerung der Quelle (11) oder des Beschleunigers (12) die Steuerung eines Protonensynchrotrons mit einschließt, und bei dem die Steuerung des Strahltransportsystems (14) die Steuerung einer Vielzahl von Steuerungs- und Fokussierungsmagneten mit Strahlsensoren mit einschließt, die entlang einer evakuierten Strahltransportröhre angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das Strahltransportsystem (14) mit einer Reihe von Verzweigungsstellen (16) verbunden ist, die eine Anordnung von Dipolablenkmagneten mit einschließen, die den Strahl zu einer aus der Vielzahl der strahlfokussierenden und ablenkenden Optiken ablenken, die zu den entsprechenden Behandlungsorten mit drehbaren Gantries (18) hinleiten.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem ein Strahlverabreichungssystem (20) innerhalb jeder drehbaren Gantry (18) angeordnet ist, das daran angepasst ist, gemäß einem spezifischen Patientenbehandlungsplan therapeutische Bestrahlungsdosen an einen Patienten (24) zu verabreichen, der auf einer Behandlungsplattform (22) liegt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Speichern von Betriebsanweisungen das Speichern von Behandlungsdaten, Konfigurationsparametern, Betriebsparametern und Steuerungseinstellungen für jedes der dezentralen Geräte einschließt.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die dezentralen Geräte softwaregesteuerte Behandlungsvorrichtungen sind, die mindestens eine der Betriebsanweisungen für Betrieb und Behandlung erfordern.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Speichern der Betriebsanweisungen das Speichern der Betriebsanweisungen in einer Datenbankkomponente einschließt, die einen zentralisierten Datenbankserver aufweist, der die Konfigurations- und Betriebsinformationen, wie beispielsweise Daten, Parameter und Steuerungseinstellungen für die dezentralen Geräte auf solche Weise speichert, dass ein einfacher Zugang zu den gespeicherten Konfigurations- und Betriebsinformationen gewährleistet ist, wobei das Abrufen und die Veränderung von Parametern mittels Anfragen von einer Interfacekomponente durch den zentralisierten Datenbankserver einfach durchgeführt werden können.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Verwaltung der Betriebsanweisungen den Zugriff auf den zentralisierten Datenbankserver einschließt, um die Konfigurationsmanagementaktivitäten zur Verfügung zu stellen, welche das Führen von Aufzeichnungen und die Versionierung mit einschließen.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen eines Datenspeicherelements das Auftreten einzelner Fehlerstellen durch Erzeugen geeigneter Datenspeicherelemente und das Verteilen der Datenspeicherelemente an die ausgewählten Behandlungsvorrichtungen verringert.
Verfahren nach Anspruch 39, bei dem die Übertragung der Datenspeicherelemente die Betriebsunabhängigkeit der dezentralen Geräte durch die damit verbundene Abhängigkeit von den Datenspeicherelementen für den Parameterabruf und die Betriebskonfiguration ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Übertragung der Datenspeicherelemente die Übertragung der Datenspeicherelemente über eine Kommunikati onsverbindung zwischen dem zentralisierten Konfigurationsmanagementsystem und den dezentralen Geräten mit einschließt, um die erzeugten Datenspeicherelemente an die dezentralen Geräte zu verteilen.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Speichern der Betriebsanweisungen das Speichern der Betriebsanweisungen in einer Datenbankkomponente in zumindest einer der folgenden Formen mit einschließt: Datenbanktabellenstrukturen, Datensätze und Werte.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Anlegen von Datenspeicherelementen das Anordnen der Datenspeicherelemente in einem verdichteten Informationsset mit einschließt, das durch die ausgewählten dezentralen Geräte lesbar ist.
Verfahren nach Anspruch 43, bei dem das verdichtete Informationsset die systemspezifische Funktionalität der ausgewählten dezentralen Geräte so ausnutzt, dass ein zusätzliches numerisches Programm oder Hilfsprogramm oder eine Anwendung für die Erkennung der Konfigurationsparameterdaten aus den Datenspeicherelementen durch die dezentralen Geräte unnötig ist.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Anlegen der Datenspeicherelemente das Anlegen eines Datentyps mit einschließt, der in einer für jedes der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten dateiabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Anlegen Datenspeicherelemente das Anlegen eines Datentyps mit einschließt, der in einer für jedes der ausgewählten Behandlungsvorrichtungen geeigneten adressabhängigen Weise gespeichert und abgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen der Datenspeicherelemente das Erzeugen einer oder mehrerer selbstlöschender oder schreibgeschützter Systemsteuerungsdateien mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Erzeugen der Datenspeicherelemente das Erzeugen einer oder mehrerer Systemsteuerungsdateien mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 48, bei dem das Erzeugen einer oder mehrerer Systemsteuerungsdateien das Erzeugen einer oder mehrerer flacher Dateien mit einschließt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Übertragung der Datenspeicherelemente die Übertragung konfigurierbarer Parameter zu jedem der dezentralen Geräte mit einschließt, und bei dem jedes dezentrale Gerät aus den konfigurierbaren Parametern nutzbare Parameter gewinnt.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Übertragung der Datenspeicherelemente das selektive Senden konfigurierbarer Parameter zu jedem dezentralen Gerät mit einschließt, welche durch jedes dezentrale Gerät nutzbare Parameter darstellen.