劑量測(cè)定器。另一替代為平板成像器或者非晶硅EPID，其提供良好圖像質(zhì)量，高的光學(xué)傳輸 效率，大的成像區(qū)域，并且耐放射。
[0032] 實(shí)施例中可以使用的示例性非晶硅EPID為瓦里安公司aSlOOO或者瓦里安公司 aS500(都由加利福利亞的帕洛阿爾托的VarianMedicalSystems出售）?？蛇x地，EPID可 包括背散射屏蔽，其可幫助計(jì)算EPID中的絕對(duì)劑量測(cè)量結(jié)果。但是，也可采用不使用背散 射屏蔽的EPID。當(dāng)采用不具有這樣屏蔽的EPID時(shí)，關(guān)于絕對(duì)劑量計(jì)算的任何背散射效應(yīng)都 可通過圖像處理來緩和或移除，例如通過使用名稱為"Measurementandmodelingofthe effectofsupportarmbackscatterondosimetrywithaVarianEPID"的出版物（出 版于MedicalPhysics，2010年5月，37 (5)，第2269-2278頁）描述的方法，其內(nèi)容通過引 用的方式并入本文。
[0033] 通常，EPID108具有圖像元素（像素），其記錄落在其上的放射量，并將接收的放射 量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)量的電子。電子被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)被采用成像裝置118或控制器120 進(jìn)一步處理。這種配置（例如數(shù)字成像檢測(cè)器位于治療源的對(duì)面，患者位于兩者之間）提 供連續(xù)且即時(shí)獲取離開患者的治療放射的能量和強(qiáng)度的能力，以便產(chǎn)生二維（2D)數(shù)字化X 射線測(cè)量的輸出圖像。因?yàn)樯湟皠┝砍上裱b置118產(chǎn)生即時(shí)2D數(shù)字信息，其便于在任意臺(tái) 架角度進(jìn)行2D劑量測(cè)定。因此，上面以及本文別處描述的技術(shù)可應(yīng)用于靜態(tài)弧形治療以及 連續(xù)弧形和其他射束遞送。
[0034] 控制器120可包括具有典型硬件（例如處理器）的計(jì)算機(jī)，以及用于運(yùn)行各種軟 件程序和/或通信應(yīng)用的操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可包括軟件程序運(yùn)行來與放療裝置116通信， 其軟件程序可操作來從外部軟件程序和硬件接收數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)也可包括適應(yīng)于由醫(yī)療人員 訪問的任何合適輸入/輸出裝置，以及輸入/輸出（I/O)接口，存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)器，鍵盤，鼠 標(biāo)，監(jiān)視器，打印機(jī)，掃描儀等。計(jì)算機(jī)也可與其他計(jì)算機(jī)和放療系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接。放療系統(tǒng) 116和控制器120都可與網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器通信?？刂破?20可配置為在醫(yī)學(xué)設(shè)備 的不同件之間傳遞醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0035] 系統(tǒng)100也可包括多個(gè)包括編程指令的模塊（例如作為控制器120的部分，或者 作為系統(tǒng)100內(nèi)的單獨(dú)模塊，或者集成于系統(tǒng)100的其他部件內(nèi)），當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，所述指令使 系統(tǒng)100如本文描述的那樣執(zhí)行與放射治療/手術(shù)相關(guān)的不同功能。例如，系統(tǒng)100可包 括圖像處理和評(píng)估模塊，以提供照射期間在EPID處絕對(duì)劑量的實(shí)時(shí)驗(yàn)證。系統(tǒng)也可包括射 野劑量測(cè)定模塊以提供期望放射劑量的治療后驗(yàn)證，包括劑量不足和劑量過量情況下的2D 圖。
[0036] 系統(tǒng)100提供的劑量測(cè)量結(jié)果可為EPID處的絕對(duì)劑量值（例如相對(duì)水劑量）。 盡管患者接收的實(shí)際劑量未被計(jì)算，EPID中的絕對(duì)劑量代表由患者接收的劑量情況，因?yàn)?EPID中接收的放射應(yīng)已穿過患者。在治療前，由EPID測(cè)量（例如在EPID的平面處）的絕 對(duì)劑量被預(yù)測(cè)。如果由EPID實(shí)際測(cè)量的絕對(duì)劑量與預(yù)測(cè)的劑量相匹配，則支持（underly) 該預(yù)測(cè)的情況可被假定為與實(shí)際治療情況相匹配。因此，對(duì)患者、患者解剖和/或患者設(shè)置 的劑量遞送可與原始治療計(jì)劃一致。但是，與預(yù)測(cè)劑量相比較，在EPID處的絕對(duì)劑量的測(cè) 量結(jié)果的不一致可指示對(duì)患者遞送的放射中的某種錯(cuò)誤，例如與治療計(jì)劃的患者解剖或設(shè) 置的偏離，或者錯(cuò)誤的放療裝置配置。
[0037] 系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括治療遞送模塊、圖像處理模塊和實(shí)時(shí)評(píng)估模塊，治療遞送 模塊操作為指導(dǎo)放療裝置116以在患者110在場(chǎng)或不在場(chǎng)的情況下遞送治療計(jì)劃，圖像處 理模塊操作為接收EPID圖像幀中的電影流并將圖像幀處理為2D射野圖像和絕對(duì)劑量值， 實(shí)時(shí)評(píng)估模塊操作為計(jì)算預(yù)測(cè)的和測(cè)得的絕對(duì)劑量的比較并計(jì)算放射遞送錯(cuò)誤。這些模塊 例如可由C或C++編程語言編寫。本文描述的執(zhí)行操作的計(jì)算機(jī)程序代碼也可用其他編程 語言來編寫。
[0038] 參見圖2,控制器120可包括一個(gè)或多個(gè)模塊用于操作放療系統(tǒng)（例如通過照射 束控制器224)以及用于處理來自EPID108的圖像幀的電影流。如前文所述，電影流的處 理包括累積設(shè)定時(shí)段內(nèi)獲得的圖像幀為單個(gè)輸出圖像。控制器120可與服務(wù)器202通信 (例如遠(yuǎn)程服務(wù)器），服務(wù)器202可包括與劑量預(yù)測(cè)模塊204通信的數(shù)據(jù)庫(kù)206。劑量預(yù)測(cè) 模塊204可預(yù)測(cè)用于特定治療方式（modality)的放射劑量的各種特征，諸如每個(gè)治療場(chǎng)中 EPID中的絕對(duì)劑量（相對(duì)水劑量）。例如，劑量預(yù)測(cè)模塊204可為Eclipse?治療計(jì)劃系 統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)可為ARIAk腫瘤信息系統(tǒng)的一部分（兩者都由加利福利亞帕洛阿爾托的Varian MedicalSystems銷售）。
[0039] 關(guān)于預(yù)測(cè)的絕對(duì)劑量的信息可從服務(wù)器202傳達(dá)至控制器120 (特別是控制器120 的治療操控臺(tái)208)。替代地或附加地，絕對(duì)劑量可用治療操控臺(tái)208的治療計(jì)劃模塊212 預(yù)測(cè)。治療計(jì)劃模塊212也可確定用于特定治療的對(duì)患者進(jìn)行照射的期望治療計(jì)劃。治療 計(jì)劃可包括用于實(shí)現(xiàn)患者期望治療所需要的一個(gè)或多個(gè)控制點(diǎn)的放射劑量信息和射束形 狀。治療操控臺(tái)208也可包括例如存儲(chǔ)模塊210,用于存儲(chǔ)劑量預(yù)測(cè)信息（例如用于治療計(jì) 劃中每個(gè)場(chǎng)的預(yù)測(cè)的絕對(duì)劑量信息和/或預(yù)測(cè)的輸出圖像）以及治療計(jì)劃信息。
[0040] 來自EPID108的圖像幀的電影流可由控制器120 (特別是圖像處理模塊214)接收 和處理。控制器120的評(píng)估模塊216可將絕對(duì)劑量信息與（例如來自治療操控臺(tái)208的） 針對(duì)放射場(chǎng)的預(yù)測(cè)劑量的一個(gè)或多個(gè)特征相比較，以確定治療過程中是否存在錯(cuò)誤。替代 地或附加地，來自圖像處理模塊214的處理圖像可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊218中。評(píng)估模塊216 可采用來自存儲(chǔ)圖像的信息以確定例如累積的劑量信息。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)期的實(shí)施例， 盡管存儲(chǔ)模塊218和存儲(chǔ)模塊210分別示出，也可以將模塊210和218集成在一起作為單 個(gè)存儲(chǔ)模塊，或者將模塊210和218的功能拆分在多于兩個(gè)的存儲(chǔ)模塊中。
[0041] 當(dāng)評(píng)估模塊216確定錯(cuò)誤存在時(shí)，評(píng)估模塊216可提供關(guān)于錯(cuò)誤的信息至處理器 222(例如計(jì)算處理單元（CPU))，處理器222產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。錯(cuò)誤信號(hào)可包括與檢測(cè)到的錯(cuò) 誤類型相關(guān)的信息，例如預(yù)期CIAO之外的放射劑量或者由患者接收的累積劑量超過了用 于該特定場(chǎng)的總劑量。來自處理器222的錯(cuò)誤信號(hào)可與放射束控制單元直接通信，以立刻 中斷患者的射束照射以減小對(duì)患者的傷害風(fēng)險(xiǎn)。替代地或附加地，錯(cuò)誤信號(hào)可被提供至顯 示器226,用于向治療系統(tǒng)操作者指示錯(cuò)誤的存在和性質(zhì)。例如，顯示器226可圖示放射劑 量與EPID輸出圖像之一上的預(yù)測(cè)的偏離，例如指示累積劑量超過總劑量的區(qū)域或者劑量 在CIAO之外的區(qū)域。如果系統(tǒng)操作者確定錯(cuò)誤是誤報(bào)警或者以其他方式看不會(huì)負(fù)面影響 患者的治療，操作者可采用輸入/輸出模塊228而否決（override)該錯(cuò)誤，從而允許治療 繼續(xù)。
[0042] 如果場(chǎng)已完成，例如緊接在用于場(chǎng)的照射結(jié)束后，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊218中的EPID 圖像可被射野劑量測(cè)定模塊220處理。射野劑量測(cè)定模塊220可在獲取的圖像上執(zhí)行完整 的射野劑量測(cè)定，例如更強(qiáng)處理2D分析以確定放射場(chǎng)中的劑量不足、劑量過多或者有其他 偏差的區(qū)域。例如，射野劑量測(cè)定模塊（以及本文描述的射野劑量測(cè)定模塊的各種說明）可 為Varian的射野劑量測(cè)定產(chǎn)品（由加利福利亞帕洛阿爾托的VarianMedicalSystems出 售）。當(dāng)射野劑量測(cè)定模塊220確定錯(cuò)誤存在時(shí)，可向處理器222提供與錯(cuò)誤相關(guān)的信息， 處理器222產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。錯(cuò)誤信號(hào)可包括與檢測(cè)的錯(cuò)誤類型相關(guān)的信息，例如針對(duì)場(chǎng)的 區(qū)域的劑量不足或劑量過多情況。來自處理器222的錯(cuò)誤信號(hào)例如可直接與放射束控制單 元通信，以提供互鎖以防止進(jìn)一步照射患者。替代地或附加地，錯(cuò)誤信號(hào)可被提供至顯示器 226,用于向治療系統(tǒng)操作者指示錯(cuò)誤的存在和性質(zhì)。例如，顯示器226可圖示EPID輸出圖 像之一上的劑量不足或劑量過多的區(qū)域。如果系統(tǒng)操作者確定錯(cuò)誤是誤報(bào)警或者以其他方 式看不會(huì)負(fù)面影響患者的治療，操作者可利用輸入/輸出模塊228而否決該互鎖，以便用后 續(xù)放射場(chǎng)來繼續(xù)。
[0043] 圖3示出能夠減小對(duì)患者傷害風(fēng)險(xiǎn)的公開的劑量測(cè)定驗(yàn)證的各種高級(jí)特征。劑量 測(cè)定驗(yàn)證可包括照射前規(guī)則（regimen) 302,與照射308同時(shí)的規(guī)則，以及照射后規(guī)則314。 照射前規(guī)則302特別地可包括EPID的校準(zhǔn)304,以便其產(chǎn)生用于EPID的所有場(chǎng)幾何形狀和 所有點(diǎn)處的絕對(duì)劑量測(cè)量結(jié)果（相對(duì)水劑量（cGy))。這種用于產(chǎn)生來自輸出EPID圖像的絕 對(duì)劑量信息的校準(zhǔn)技術(shù)在本領(lǐng)域中已知，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員例如基于下述文獻(xiàn)可容易產(chǎn) 生這樣的結(jié)果：名稱為"Aglobalcalibrationmodelfora_SiEPIDsusedfortransit dosimetry"（公開于MedicalPhysics，2007 年 10 月，34 (10)，第 3872-84 頁）的出版物， 其內(nèi)容通過引用并入本文。
[0044] 照射前規(guī)則302也可包括預(yù)測(cè)306。例如，劑量預(yù)測(cè)模塊204可被用在預(yù)測(cè)306中 以預(yù)測(cè)用于特定治療方式的放射劑量的各種特征，例如用于每個(gè)治療場(chǎng)的EPID處的絕對(duì) 劑量（相對(duì)水劑量）。預(yù)測(cè)306也可包括用于一個(gè)或多個(gè)放射場(chǎng)的配置，例如實(shí)現(xiàn)期望的放 射治療。關(guān)于校準(zhǔn)304和預(yù)測(cè)306的信息在照射規(guī)則308期間可被使用以能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)劑 量驗(yàn)證。
[0045] 照射規(guī)則308期間，系統(tǒng)可例如通過電影模式圖像獲取310從EPID實(shí)時(shí)獲得圖像 幀，其可由例如圖像處理模塊214執(zhí)行。圖像獲取310也可包含對(duì)獲取的圖像幀的校正，例 如以考慮定位變化（例如EPID的定位）或者背散射。隨后，圖像幀例如可被評(píng)估模塊216 處理和分析以形成輸出圖像并確定放射劑量中是否存在錯(cuò)誤。特別地，圖像處理和分析規(guī) 則312可包括轉(zhuǎn)換圖像以提供EPID處的絕對(duì)劑量（相對(duì)水劑量）的測(cè)量。
[0046] 圖像處理和分析312可配置為處理圖像幀并提供實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)（例如小于1 秒）的評(píng)估。例如，分析312可包含評(píng)估絕對(duì)劑量測(cè)量結(jié)果以確定治療開始時(shí)照射（或超 過預(yù)定安全閾值的放射）是否在期望CIAO之外，以避免對(duì)患者健康組織的潛在損害。這種 初始分析可提供對(duì)與照射相關(guān)的主要問題（例如遺漏的MLC)的指示。
[0047] 替代地或附加地，分析312可包含對(duì)絕對(duì)劑量測(cè)量結(jié)果的評(píng)估，以確定由患者接 收的累積劑量是否超過針對(duì)特定場(chǎng)的總計(jì)劃劑量。為了這個(gè)目的，可使用差異計(jì)算（例 如確定劑量是否超過放射場(chǎng)中任一點(diǎn)的一般最大值），其會(huì)減少處理時(shí)間并能夠允許實(shí)時(shí) (或接近實(shí)時(shí)）的劑量評(píng)估。這種分析可發(fā)生在照射期間的每隔一定間隔上（例如照射開 始后每五秒）并可檢測(cè)較不重要的異常，例如MLC葉卡住或者射束轉(zhuǎn)向問題。替代地，這種 分析可在放射期間和以上關(guān)于CIAO的分析一同每隔一定間隔來執(zhí)行，或者同時(shí)或者順序 進(jìn)行。憑借這種對(duì)實(shí)時(shí)絕對(duì)劑量信息的評(píng)估，任何可能由對(duì)患者的不恰當(dāng)照射導(dǎo)致的損壞 可因此被最小化或者至少被減少。
[0048] 處理圖像也可用在照射后規(guī)則314中。例如照射期間從EPID獲取的圖像（例如 通過電影模式圖像獲取310)可被用在完全射野劑量測(cè)定分析316中。射野劑量測(cè)定分析 316可由例如控制器120的射野劑量測(cè)定模塊220執(zhí)行。該分析的定時(shí)就對(duì)患者的即時(shí)傷 害而言不太成為問題，因而照射已經(jīng)完成了。因此，完全射野劑量測(cè)定分析316可包含更多 時(shí)間密集處理以確定