專(zhuān)利名稱(chēng)：成像幾何關(guān)系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及圖像-引導(dǎo)放射治療系統(tǒng)，特別涉及用于引導(dǎo)放射治療 的成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系。
背景技術(shù)：
放射外科學(xué)和放射療法是使用外部放射波束通過(guò)將指定放射(如x-射 線(xiàn)或伽馬射線(xiàn))劑量傳遞到病理組織同時(shí)最小化對(duì)周?chē)M織和重要組織結(jié)構(gòu) (如脊骨腱)的放射暴露來(lái)對(duì)病理組織進(jìn)行處理(如癌癥、損傷、動(dòng)脈畸形、 神經(jīng)錯(cuò)亂等)的放射治療系統(tǒng)。放射外科學(xué)和放射療法兩者都被設(shè)計(jì)成使病 理組織結(jié)構(gòu)壞死同時(shí)不傷害健康組織和重要結(jié)構(gòu)。放射療法以一次治療和多次治療(如30天到50天的治療)的低放射劑量為特征。放射外科學(xué)以在一 次或最多幾次治療中的相對(duì)高放射劑量為特征。在放射療法和放射外科學(xué)兩 者中，放射劑量從多個(gè)角度被傳遞到病理組織處。由于每一放射波束的角度 都是不同的，每一波束交叉貫穿由病理組織占用的目標(biāo)區(qū)域，但在其去向或 來(lái)自目標(biāo)區(qū)域的路徑中通過(guò)健康組織的不同區(qū)域。因此，在目標(biāo)區(qū)域中累積 的放射劑量很高，并且到達(dá)健康組織和重要結(jié)構(gòu)的平均劑量很低。在用于診斷和治療計(jì)劃的預(yù)治療成像期間(如使用CT掃描或其他3-D 成像形式，例如MRI或PET)以及在后續(xù)的放射治療期間，基于構(gòu)架的放 射療法和放射外科學(xué)治療系統(tǒng)使用硬性植入的立體構(gòu)架來(lái)使患者固定不動(dòng)。 這些系統(tǒng)只限于顱骨內(nèi)的治療，因?yàn)橛残詷?gòu)架必須被附在與目標(biāo)區(qū)域有固定 的空間關(guān)系的骨骼結(jié)構(gòu)上，并且頭骨和腦是僅有的滿(mǎn)足這一標(biāo)準(zhǔn)的組織部 件。在一種類(lèi)型的基于構(gòu)架的放射外科系統(tǒng)中，分布式放射源(如鈷60伽馬射線(xiàn)源)被用于產(chǎn)生通過(guò)在波束形成裝配中的孔的同步放射波束的近似半 球分布。放射波束的軸成一定角度以在單一的點(diǎn)(治療標(biāo)準(zhǔn)中心)處交叉， 并且所述波束共同形成高密度放射的近似球狀軌跡。分布式放射源需要巨大 的防護(hù)罩，并因此設(shè)備是巨大的和固定的。由此，系統(tǒng)只限于單一治療標(biāo)準(zhǔn) 中心。在另一類(lèi)型的基于構(gòu)架的放射療法系統(tǒng)中，該類(lèi)型放射療法系統(tǒng)公知為調(diào)強(qiáng)適形放射治療(IMRT)，放射治療源是設(shè)置在支架結(jié)構(gòu)的x-射線(xiàn)波束設(shè) 備(如線(xiàn)性加速器)，該支架結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)的固定平面上圍繞患者旋轉(zhuǎn)。IMRT 涉及當(dāng)放射波束圍繞患者移動(dòng)時(shí)，使用多葉片瞄準(zhǔn)儀(來(lái)阻擋部分波束)或 補(bǔ)償組塊(來(lái)削弱部分波束)來(lái)塑造放射波束的穿過(guò)部件強(qiáng)度的能力。每一 波束的軸在旋轉(zhuǎn)中心(治療標(biāo)準(zhǔn)中心)交叉以將劑量分布傳遞到目標(biāo)區(qū)域。 由于支架旋轉(zhuǎn)的中心不移動(dòng)，這一類(lèi)型的系統(tǒng)也只限于單一治療中心。圖像-引導(dǎo)放射療法和放射外科系統(tǒng)(合稱(chēng)為圖像-引導(dǎo)放射治療(IGRT) 系統(tǒng))通過(guò)跟蹤在預(yù)治療成像階段和治療移交階段(治療中階段)之間的患 者位置的改變而消除了對(duì)于植入構(gòu)架固定的需要。這一校正伴隨著在治療移 交階段期間獲取實(shí)時(shí)立體X-射線(xiàn)圖像并將它們記錄為參考圖像，公知為從 預(yù)治療CAT掃描實(shí)施的數(shù)字重構(gòu)放射照片(DRR)。 DRR是通過(guò)結(jié)合來(lái)自 CAT掃描部分的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的并且通過(guò)接近實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的幾何關(guān)系的部 分來(lái)估計(jì)二維(2-D)投影的綜合X-射線(xiàn)?；谥Ъ艿腎GRT系統(tǒng)將成像x-射線(xiàn)源和探測(cè)器添加到位于LINAC的 旋轉(zhuǎn)平面(從LINAC偏移，如以90度)并且與LINAC—起旋轉(zhuǎn)的治療系 統(tǒng)。成像x-射線(xiàn)波束通過(guò)與治療波束相同的標(biāo)準(zhǔn)中心，因此所述成像標(biāo)準(zhǔn)中 心與治療標(biāo)準(zhǔn)中心一致，并且兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中心在空間固定。圖1說(shuō)明了圖像-引導(dǎo)、基于機(jī)器人技術(shù)的放射治療系統(tǒng)100的配置， 例如由加利福尼亞的Accuray公司制造的射波刀放射外科手術(shù)系統(tǒng)(CyberKnife Radiosurgery system)。在這一系統(tǒng)中，治療x-射線(xiàn)波束的軌跡 獨(dú)立于成像x-波束的位置。在圖1中，放射治療源是設(shè)置在機(jī)器人臂102的 端部的直線(xiàn)加速器(LINAC) 101，所述機(jī)器人臂102具有多個(gè)(如5個(gè)或 更多個(gè))自由度，以便放置LINAC 101以在患者周?chē)牟僮黧w的許多平面 的許多角度傳遞的波束來(lái)照射病理組織(目標(biāo)區(qū)域或體)。治療可以引入具 有單一標(biāo)準(zhǔn)中心、多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中心或具有非標(biāo)準(zhǔn)中心途徑(即波束僅需要與病 理目標(biāo)體交叉且不必匯聚在目標(biāo)內(nèi)部的單一的點(diǎn)或標(biāo)準(zhǔn)中心)的波束路徑。 在圖1中，成像系統(tǒng)包括X-射線(xiàn)源103A和103B以及X-射線(xiàn)探測(cè)器(成 像器)104A和104B。典型地，兩個(gè)x-射線(xiàn)源103A和103B設(shè)置在操作間 的天花板上的固定位置，并且被校準(zhǔn)到從兩個(gè)不同的角度位置(如分開(kāi)90 度)來(lái)發(fā)射成像x-射線(xiàn)波束以在機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)中心105交叉(其中患者將在治療 期間被放置在治療床106上)并且在通過(guò)患者后照射各自探測(cè)器104A和 104B的成像表面(如無(wú)形態(tài)的硅探測(cè)器)。圖2說(shuō)明了放射治療系統(tǒng)100的 幾何關(guān)系。典型地，x-射線(xiàn)探測(cè)器104A和104B以相互卯度的關(guān)系被設(shè)置 在操作間的地板109上，并且垂直于它們各自的成像x-射線(xiàn)波束的軸107A 和107B。這一正交立體成像幾何關(guān)系可具有很大的精確度，并且可將配準(zhǔn) 誤差減少到低于毫米級(jí)。然而，當(dāng)在可能具有不多于9或IO英尺高的天花 板的典型的操作間中進(jìn)行安裝時(shí)，則具有一些與所述成像幾何關(guān)系相關(guān)的內(nèi) 在限制。如圖2所示，LINAC101是高度機(jī)動(dòng)的和相對(duì)緊湊的，但仍然需要患者 108和操作間的天花板IOO之間存在最小間隔，以便從患者上方施以治療。 由于LINAC可能阻擋成像x-射線(xiàn)波束中的一個(gè)，或由于x-射線(xiàn)探測(cè)器中的 一個(gè)可能阻擋放射治療波束，則也有LINAC不能夠占用的特定區(qū)域。更進(jìn) 一步地，由于患者必須至少被放置在距離天花板某一最小距離來(lái)實(shí)現(xiàn)上述通 路，則在患者下方可能沒(méi)有足夠的空間來(lái)從下方施以治療，即使從患者下方施以的治療將更加有益(例如當(dāng)患者臉朝上躺時(shí)，治療背部區(qū)域)。因此， 成像系統(tǒng)的成像中心的位置需要被選為在治療通路和成像通路之間的折衷。


本發(fā)明以實(shí)例進(jìn)行舉例說(shuō)明而并非加以限制，附圖包括圖1說(shuō)明了傳統(tǒng)的圖像-引導(dǎo)放射治療系統(tǒng)；圖2說(shuō)明了傳統(tǒng)的成像-引導(dǎo)放射治療系統(tǒng)的幾何關(guān)系；圖3A說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的一種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖3B說(shuō)明了圖3A的實(shí)施方式的一種應(yīng)用；圖3C說(shuō)明了圖3A的實(shí)施方式的另一種應(yīng)用；圖4A和圖4B說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的第二種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng);圖5說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的第三種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖6說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的第四種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖7說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的第五種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖8A說(shuō)明了在成像幾何的第六種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖8B和8C說(shuō)明了結(jié)合圖8A的實(shí)施方式的治療傳遞系統(tǒng)；圖9A和9B說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的第七種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)；圖10是說(shuō)明在成像幾何關(guān)系的一種實(shí)施方式中的方法的流程圖；圖11說(shuō)明了一個(gè)可以實(shí)施成像幾何關(guān)系的實(shí)施方式的系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
描述了一種在放射治療系統(tǒng)中用于成像幾何關(guān)系的設(shè)備和方法。在以下 描述中，出于解釋的目的，多個(gè)特定細(xì)節(jié)例如特定組件、設(shè)備、方法等被提 出以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn) 的是，不需要某些所述特定細(xì)節(jié)即可實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了避免不必要的遮蔽本發(fā)明的實(shí)施方式，不對(duì)公知的材料或方法進(jìn)行詳細(xì)描述。這 里使用的術(shù)語(yǔ)"耦合"可以表示直接的耦合或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)插接組件或系統(tǒng)間接耦合。這里使用的術(shù)語(yǔ)"x-射線(xiàn)圖像"可以表示可視的x-射線(xiàn)圖 像(如在視頻屏幕上顯示的)或x-射線(xiàn)圖像的數(shù)字化標(biāo)識(shí)(如對(duì)應(yīng)于x-射線(xiàn)探測(cè)器的像素輸出的文件)。這里使用的術(shù)語(yǔ)"治療中圖像"或"實(shí)時(shí)圖 像"涉及在放射外科或放射治療過(guò)程的治療傳遞階段期間在任意點(diǎn)及時(shí)捕獲 的圖像，可以包括在放射源或者開(kāi)啟或者關(guān)閉時(shí)的時(shí)間。這里使用的術(shù)語(yǔ)IGR涉及圖像-引導(dǎo)放射治療、圖像-引導(dǎo)放射外科，或兩者都涉及。圖3A說(shuō)明了在與諸如由加利福尼亞的Accumy公司制造的射波刀放射 外科手術(shù)系統(tǒng)的基于機(jī)器人技術(shù)的IGRT系統(tǒng)相關(guān)的成像幾何關(guān)系的一種實(shí) 施方式中的成像系統(tǒng)300。成像系統(tǒng)300包括用以生成第一 x-射線(xiàn)波束302A 和第二 x-射線(xiàn)波束302B的第一對(duì)x-射線(xiàn)源301A和301B，其中第一 x-射線(xiàn) 波束的軸303A和第二 x-射線(xiàn)波束的軸303B定義了第一成像平面。成像系 統(tǒng)300也可包括用以生成第三x-射線(xiàn)波束302C和第四x-射線(xiàn)波束302D的 第二對(duì)x-射線(xiàn)源301C和301D，其中第三x-射線(xiàn)波束的軸303C和第四x-射線(xiàn)波束的軸303D定義了第二成像平面。第一 x-射線(xiàn)波束302A和第二 x-射線(xiàn)波束302B可以被以第一角度A交叉放置于第一成像中心304。第三x-射線(xiàn)波束302C和第四x-射線(xiàn)波束302D可以被以第二角度A交叉放置于第 二成像中心305。成像系統(tǒng)300還可包括在第一成像平面中的用以探測(cè)第一 x-射線(xiàn)波束302A和第二 x-射線(xiàn)波束302B的第一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器306A和 306B，以及包括在第二成像平面中的用以探測(cè)第三x-射線(xiàn)波束302C和第四 x-射線(xiàn)波束302D的第二對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器302C和302D。因此，如圖3A所示，成像系統(tǒng)300的成像幾何關(guān)系可提供位于不同立 面的兩個(gè)成像中心304和305。X-射線(xiàn)源301A和301B可位于成像中心之上， 并且x-射線(xiàn)源301C和301D可位于成像中心之下。角度A和A可以被選擇(例如，通過(guò)改變?cè)赬-射線(xiàn)源之間的間隔和/或X-射線(xiàn)探測(cè)器之間的間隔)來(lái)確定一個(gè)成像中心相對(duì)于另一成像中心的位置，以及成像中心相對(duì)于x-射線(xiàn)源和x-射線(xiàn)探測(cè)器的位置。特別地，角度A和A可以被選擇為相等的角 度(如90度)以使得x-射線(xiàn)波束302A和x-射線(xiàn)波束302B的交叉與x-射線(xiàn) 波束302C和302D的交叉對(duì)稱(chēng)。兩個(gè)成像中心、例如成像中心304和305可以建立多個(gè)參考治療構(gòu)架并 從患者上方和從患者下方啟動(dòng)圖像-引導(dǎo)放射治療。例如，如圖3B所示，x-射線(xiàn)源301A和301B，以及x-射線(xiàn)探測(cè)器306C和306D可以被設(shè)置在操作 間的天花板307上。X-射線(xiàn)源301C和301D,以及x-射線(xiàn)探測(cè)器306A和306B 可以被設(shè)置在操作間的地板308上。如果患者309被放置(例如，通過(guò)在機(jī) 器人床、例如治療床310上移動(dòng)患者)在第一機(jī)械中心304附近，當(dāng)由機(jī)器 人技術(shù)來(lái)控制的LINAC 311從患者上方的區(qū)域312執(zhí)行放射治療時(shí)，患者被 成像。區(qū)域312可以包括預(yù)定治療節(jié)點(diǎn)組或位置，其中LINAC311被放置以 從一個(gè)或多個(gè)角度實(shí)施放射治療。例如，區(qū)域312可以包括100個(gè)節(jié)點(diǎn)，并 且LINAC311可以被放置在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的12個(gè)不同的角度以傳遞總共1200 個(gè)單獨(dú)的治療波束。在一種實(shí)施方式中，在顱骨放射治療的情況下，例如， 區(qū)域312可以是中心在患者309頭部的近似半球的區(qū)域，其半徑從近似650 毫米到近似800毫米。在替換實(shí)施方式中，在對(duì)患者309的身體施以放射治 療的情況下，區(qū)域312可以是近似圓柱，其半徑從近似900mm到1000mm。 相反地，如圖3C所示，如果患者309被放置在第二機(jī)械中心305附近，當(dāng) 由機(jī)器人技術(shù)控制的LINAC 311從患者下方的區(qū)域313執(zhí)行治療時(shí)，患者可 以被成像，其中區(qū)域313可以映射與區(qū)域312相同的通用維度。圖3A說(shuō)明了成像系統(tǒng)300，其中第一成像平面和第二成像平面為共面 平面。第一成像平面和第二成像平面的其他配置可以是有利的(例如，用于 最好地利用操作間中有限的地板空間或減少被阻擋的治療節(jié)點(diǎn)的數(shù)目)。圖4A說(shuō)明了系統(tǒng)400的替換實(shí)施方式，其中第一成像平面314相對(duì)于第二成 像平面315被以角度^旋轉(zhuǎn)。在一種實(shí)施方式中，如圖4B所示的作為系統(tǒng) 400的自上而下的概觀(guān)，y可以為90度。圖4B說(shuō)明了治療床310如何相對(duì) 于機(jī)器人臂320上的LINAC311，相對(duì)于成像平面314和315，并且相對(duì)于 機(jī)械中心304和305而被以多角度放置?？梢岳斫獾氖牵上到y(tǒng)400配置所 提供的位置的靈活性能消除上述的被阻擋的治療節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題。返回圖3A,可注意到x-射線(xiàn)探測(cè)器306A可相對(duì)于x-射線(xiàn)波束302A的 軸303A以成像角度《放置。相似地，x-射線(xiàn)探測(cè)器306B、 306C和306D相 對(duì)于x-射線(xiàn)波束302B、 302C和302D的軸303B、 303C和303D以成像角度 《、^和^放置。在一種實(shí)施方式中，成像角度《到^可以為90度，從而 x-射線(xiàn)探測(cè)器306A到306D的成像表面都垂直于它們各自的x-射線(xiàn)波束的 軸。在另一種實(shí)施方式中，成像角度《到&可以為銳角，該銳角被選擇以沿 著在第一成像平面314的基線(xiàn)316放置x-射線(xiàn)探測(cè)器306A和306B，并且沿 著第二成像平面315的背線(xiàn)317放置x-射線(xiàn)探測(cè)器306C和306D。在一種實(shí) 施方式中，基線(xiàn)316和背線(xiàn)317對(duì)應(yīng)于圖3B和3C的天花板307和地板308。在成像幾何關(guān)系的一種實(shí)施方式中，如圖5所示，成像系統(tǒng)500可包括 三個(gè)x-射線(xiàn)源和三個(gè)x-射線(xiàn)探測(cè)器。在圖5中，第一 x-射線(xiàn)源501A可將具 有軸503A的x-射線(xiàn)波束502A發(fā)射到第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器506A的成像表面 508A上。第二 x-射線(xiàn)源501B可將具有軸503B的x-射線(xiàn)波束502B發(fā)射到 第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器506B的成像表面508B上。X-射線(xiàn)波束502B被與x-射線(xiàn) 波束502A交叉放置，從而軸503B在第一成像中心504以角度a,與軸503A 交叉。第三x-射線(xiàn)源501C可將具有軸503C的第三x-射線(xiàn)波束發(fā)射到第三 x-射線(xiàn)探測(cè)器506C的成像表面508C上。X-射線(xiàn)波束502C可以與x-射線(xiàn)波 束502A交叉放置，從而軸503C在第二成像中心505以第二角度《2與軸503A 交叉。X-射線(xiàn)波束502C也可被與x-射線(xiàn)波束交叉放置，從而軸503C在第三成像中心507以角度《3與軸503B交叉。在一種實(shí)施方式中，成像表面508A被相于軸503A以成像角度^放置， 成像表面508B被相對(duì)于軸503B以成像角度^放置，并且成像表面508C被 相對(duì)于軸503C以成像角度^放置。在一種實(shí)施方式中，角度a、化和a可 以為直角。在其他實(shí)施方式中，角度a、 a和"可以被選擇，從而成像表面 508A、 508B和508C平行于基線(xiàn)509。在一種實(shí)施方式中，x-射線(xiàn)源501A和x-射線(xiàn)探測(cè)器506A均可被配置 為一起或單獨(dú)地水平移動(dòng)，以調(diào)整第一 x-射線(xiàn)波束502A與第二 x-射線(xiàn)波束 502B和第三x-射線(xiàn)波束502C的交叉點(diǎn)，從而調(diào)整第一成像中心504和第二 成像中心505的位置，和/或在第一成像中心504和第二成像中心505之間的 間隔A。圖6說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的另一種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)600。成像 系統(tǒng)600包括具有間隔《的第一對(duì)x-射線(xiàn)源601A和601B,第一對(duì)x-射線(xiàn)源 601A和601B用以發(fā)射第一 x-射線(xiàn)波束602A和第二 x-射線(xiàn)波束602B以在 第一成像中心604以角度a交叉，該第一成像中心604以高度hl位于x-射 線(xiàn)源之上。成像系統(tǒng)600還包括具有第二間隔《的第二對(duì)x-射線(xiàn)源601C和 601D,第二對(duì)x-射線(xiàn)源601C和601D用以發(fā)射第三x-射線(xiàn)波束602C和第 四x-射線(xiàn)波束602D以在第二成像中心605以角度a交叉，該第二成像中心 605以高度h2位于x-射線(xiàn)源之上。間隔《、A和&可以被選擇以調(diào)整角度a 和/v以及調(diào)整成像中心604和605的位置。如圖6所示，成像中心604包 括在成像體(imaging volume) Vl之中，成像體VI由x-射線(xiàn)波束602A和 602B對(duì)向形成(subtended)。成像中心605包括在成像體V2之中，成像體 V2由x-射線(xiàn)波束602C和602D對(duì)向形成。成像體VI和V2也可以通過(guò)選 擇間隔《、《和《來(lái)進(jìn)行調(diào)整?？梢岳斫獾氖?，盡管沒(méi)有說(shuō)明，圖6的幾何關(guān)系可以被翻轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，X-射線(xiàn)源和X-射線(xiàn)探測(cè)器的位置可以被顛倒。圖7說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的另一種實(shí)施方式中的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700 包括單對(duì)可移動(dòng)x-射線(xiàn)源，該可移動(dòng)x-射線(xiàn)源可以被配置為當(dāng)x-射線(xiàn)源701A 和701B具有間隔《或《時(shí)，采用x-射線(xiàn)探測(cè)器606A和606B來(lái)維持校準(zhǔn)。通過(guò)線(xiàn)性置換來(lái)維持有角度的校準(zhǔn)的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，這里不 再描述。因此，可以理解的是，由于成像系統(tǒng)600僅具有兩個(gè)x-射線(xiàn)源，成 像系統(tǒng)700可以提供相同的功能。圖8A說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的另一種實(shí)施方式中的成像系統(tǒng)800。成 像系統(tǒng)800包括設(shè)置在地板線(xiàn)808之下并且由x-射線(xiàn)透明材料809覆蓋的兩 對(duì)x-射線(xiàn)源801A和801B，以及801C和801D?？梢岳斫獾氖?，將x-射線(xiàn) 源設(shè)置在地板線(xiàn)之下可以最大化在操作手術(shù)室內(nèi)放置LINAC、如用于治療 的LINAC 311的可用空間。X-射線(xiàn)源801A和801B可以發(fā)射在成像中心804 交叉的x-射線(xiàn)波束802A和802B，并分別照射(illuminate) x-射線(xiàn)探測(cè)器 806A和806B。 X-射線(xiàn)源801C和801D可發(fā)射在成像中心805交叉的x-射 線(xiàn)波束802C和802D，并分別照射x-射線(xiàn)探測(cè)器806A和806B。圖8B和8C說(shuō)明了結(jié)合圖8A的成像系統(tǒng)的放射治療傳遞系統(tǒng)825的實(shí) 例。放射治療傳遞系統(tǒng)825包括設(shè)置在機(jī)器人臂810上的LINAC311。該系 統(tǒng)還包括機(jī)器人臂組合裝置811，該組合裝置811具有多個(gè)自由活動(dòng)角度(如 五個(gè)或更多個(gè))以將治療床310放置在多個(gè)與成像中心804和805相關(guān)的位 置。圖8B說(shuō)明了被放置在接近于成像中心804的位置的治療床310，并且 圖8C說(shuō)明了被放置在接近于成像中心805的位置的治療床310。圖9A和9B說(shuō)明了在成像幾何關(guān)系的進(jìn)一步的實(shí)施方式中的成像系統(tǒng) 900。成像系統(tǒng)900包括可以被線(xiàn)性轉(zhuǎn)化以將x-射線(xiàn)源之間的間隔從^變?yōu)?的一對(duì)可移動(dòng)x-射線(xiàn)源901A和901B。成像系統(tǒng)900還包括可以被線(xiàn)性 轉(zhuǎn)化以將x-射線(xiàn)探測(cè)器之間的間隔從W變?yōu)閏r2'的一對(duì)可移動(dòng)x-射線(xiàn)探測(cè)器906A和906B。在圖9A中，x-射線(xiàn)波束902A和902B在成像中心904交叉。 如圖9A所示，在x-射線(xiàn)源和x-射線(xiàn)探測(cè)器的位置，可以看出治療不可以由 LINAC 911 (以點(diǎn)線(xiàn)表示)提供，這是因?yàn)槿缢緦?duì)LINAC的放置將阻擋 x-射線(xiàn)波束902B并阻止成像系統(tǒng)900獲取立體圖像。圖9B說(shuō)明了具有x-射線(xiàn)源901A和901B以及x-射線(xiàn)探測(cè)器906A和906B的成像系統(tǒng)900，所 述探x-射線(xiàn)探測(cè)器906A和906B被重新放置以生成在成像中心904交叉而 不被LINAC 911阻擋的x-射線(xiàn)波束。圖10是說(shuō)明成像幾何關(guān)系的一種實(shí)施方式的方法925的流程圖。參照 圖3A-3C和圖4A，所述方法包括在第一位置hl建立第一成像中心304以從 參考治療構(gòu)架中的第一區(qū)域312啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)組織304的放射治療(步驟 1001)。所述方法還包括在第二位置h2建立第二成像中心305以從參考治療 構(gòu)架的第二區(qū)域313啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)組織304的放射治療(步驟1002)。在一種實(shí)施方式中，建立第一成像中心(步驟1001)可以包括生成具有 第一軸303A的第一成像波束302A，以及具有第二軸303B的第二成像波束 302B，所述第一軸和所述第二軸定義了第一成像平面314，所述第二成像波 束被相對(duì)于第一成像波束以第一角度/ l放置，以在第一位置與第一成像波束 交叉。在一種實(shí)施方式中，建立第二成像中心(步驟1002)可以包括生成具 有第三軸303C的第三成像波束302C，以及具有第四軸303的第四成像波束 302D，所述第三軸和所述第四軸定義了第二成像平面315，所述第四成像波 束被相對(duì)于第三成像波束以第二角度/ 2放置，以在第一位置與第三成像波束 交叉。圖11說(shuō)明了可以在放射治療的執(zhí)行中使用的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式，在 該放射治療中本發(fā)明的特征可以被實(shí)施。如下述和在圖10中所說(shuō)明的，系 統(tǒng)4000包括診斷成像系統(tǒng)1000、治療計(jì)劃系統(tǒng)2000和治療傳遞系統(tǒng)3000。診斷成像系統(tǒng)1000可以是任何能夠在患者上產(chǎn)生感興趣的體(VOI)(volume of interest)的醫(yī)療診斷圖像的系統(tǒng)，所述醫(yī)療診斷圖像可以被用于 接下來(lái)的醫(yī)療診斷、治療計(jì)劃和/或治療傳遞。例如，診斷成像系統(tǒng)1000可 以是電子計(jì)算機(jī)X射線(xiàn)斷層掃描(CT)系統(tǒng)、核磁共振成像(MRI)系統(tǒng)、 正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)系統(tǒng)、單光子發(fā)射CT (SPECT)、超 聲波系統(tǒng)或類(lèi)似的。為方便討論，所述診斷成像系統(tǒng)1000可以在下面關(guān)于 CT x-射線(xiàn)成像形式時(shí)被討論。然而，如上面所述的其他的成像系統(tǒng)也可以 被使用。診斷成像系統(tǒng)1000包括用以生成成像波束(如x-射線(xiàn)、超聲波、射頻 波等)的成像源1010和用以探測(cè)和接收由成像源1010生成的波束，或第二 波束或由來(lái)自成像源的波束所激發(fā)的發(fā)射(如在MRI中或PET掃描中)的 成像探測(cè)器1020。在一種實(shí)施方式中，診斷成像系統(tǒng)1000可包括兩個(gè)或更 多個(gè)診斷x-射線(xiàn)源和兩個(gè)或更多個(gè)對(duì)應(yīng)的成像探測(cè)器。例如，兩個(gè)x-射線(xiàn)源 可被置于將被成像的患者周?chē)?，相互之間成角度(如90度、45度等)的間 隔固定，并且以通過(guò)患者到達(dá)成像探測(cè)器(一個(gè)或多個(gè))為目標(biāo)，所述成像 探測(cè)器可以與x-射線(xiàn)源直接相對(duì)。也可以使用單一大型成像探測(cè)器或多個(gè)成 像探測(cè)器以便由每一x-射線(xiàn)成像源來(lái)對(duì)其進(jìn)行照射?？商鎿Q地，也可以使用 其他數(shù)量和配置的成像源和成像探測(cè)器。成像源1010和成像探測(cè)器1020被耦合到數(shù)字處理系統(tǒng)1030以控制成 像操作和處理圖像數(shù)據(jù)。診斷成像系統(tǒng)1000包括總線(xiàn)或其他裝置1035，所 述其他裝置1035用于在數(shù)字處理系統(tǒng)1030、成像源1010和成像探測(cè)器1020 之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和命令。數(shù)字處理系統(tǒng)1030可包括一個(gè)或多個(gè)通用處理器(如 微處理器)、諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)之類(lèi)的專(zhuān)用處理器或諸如控制器 或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)之類(lèi)的其他類(lèi)型設(shè)備。數(shù)字處理系統(tǒng)1030也 可包括其他組件(未示出)，例如內(nèi)存、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)器及類(lèi)似的。 數(shù)字處理系統(tǒng)1030可以被配置為以標(biāo)準(zhǔn)格式、如DICOM (醫(yī)用數(shù)字成像和通信)格式生成數(shù)字診斷圖像。在其他實(shí)施方式中，數(shù)字處理系統(tǒng)1030可 以生成其他標(biāo)準(zhǔn)的或非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字圖像格式。數(shù)字處理系統(tǒng)1030可通過(guò)數(shù) 字鏈路1500將診斷圖像文件(如前面提及的DICOM格式的文件)傳輸?shù)?治療計(jì)劃系統(tǒng)2000，該數(shù)字鏈路可以是如直接鏈路、局域網(wǎng)(LAN)鏈路 或諸如因特網(wǎng)之類(lèi)的廣域網(wǎng)(WAN)鏈路等。另外，在系統(tǒng)之間傳送的信息 可以通過(guò)連接系統(tǒng)的通信媒介來(lái)被拉出或推進(jìn)，例如在遠(yuǎn)程診斷或治療計(jì)劃 配置中。在遠(yuǎn)程診斷或治療計(jì)劃中，用戶(hù)可以利用本發(fā)明的實(shí)施方式來(lái)診斷 或進(jìn)行治療計(jì)劃而不管在系統(tǒng)用戶(hù)和患者之間的物理間隔的存在。治療計(jì)劃系統(tǒng)2000包括用以接收和處理圖像數(shù)據(jù)的處理設(shè)備2010。處 理設(shè)備2010可代表一個(gè)或多個(gè)通用處理器(如微處理器)、諸如數(shù)字信號(hào)處 理器(DSP)之類(lèi)的專(zhuān)用處理器或諸如控制器或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA) 之類(lèi)的其他類(lèi)型設(shè)備。處理設(shè)備2010可被配置以執(zhí)行指令，該指令用于執(zhí) 行此處討論的治療計(jì)劃操作。治療計(jì)劃系統(tǒng)2000也可以包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器2020，該系統(tǒng)存儲(chǔ)器2020 可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其他通過(guò)總線(xiàn)2055耦合到處理設(shè)備2010 并用于存儲(chǔ)將由處理設(shè)備2010執(zhí)行的信息和指令的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備。系統(tǒng)存 儲(chǔ)器2020也可以被用于通過(guò)處理設(shè)備2010在指令執(zhí)行期間來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)變量 或其他中間信息。系統(tǒng)存儲(chǔ)器2020也可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和/或其 他耦合到總線(xiàn)2055以存儲(chǔ)用于處理設(shè)備2010的靜態(tài)信息和指令的靜態(tài)存儲(chǔ) 設(shè)備。治療計(jì)劃系統(tǒng)2000也可以包括存儲(chǔ)設(shè)備2030，該存儲(chǔ)設(shè)備2030代表一 個(gè)或多個(gè)耦合到總線(xiàn)2055以用于存儲(chǔ)信息和指令的存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng) 器或光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)。存儲(chǔ)設(shè)備2030可以被用于存儲(chǔ)指令，所述指令用于執(zhí)行 此處討論的治療計(jì)劃步驟。處理設(shè)備2010也可以被耦合到如電子射線(xiàn)管(CRT)或液晶顯示器(LCD)的顯示設(shè)備2040，以用于向用戶(hù)顯示信息(例如VOI的2D或3D 表現(xiàn))。如鍵盤(pán)的輸入設(shè)備2050可以被耦合到處理設(shè)備2010以用于將信息 和/或命令選擇傳達(dá)到處理設(shè)備2010。 一個(gè)或多個(gè)其他用戶(hù)輸入設(shè)備(如鼠 標(biāo)、軌跡或指針?lè)较蜴I)也可以被用于傳達(dá)直接信息以選擇用于處理設(shè)備 2010的命令并控制在顯示器2040上的指針移動(dòng)?？梢岳斫獾氖?，治療計(jì)劃系統(tǒng)2000僅代表了治療計(jì)劃系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例， 該系統(tǒng)可以具有許多不同的配置和架構(gòu)，所述配置和架構(gòu)可以包括比治療計(jì) 劃系統(tǒng)2000更多的組件或更少的組件，并且可以被應(yīng)用到本發(fā)明。例如， 一些系統(tǒng)經(jīng)常具有多個(gè)總線(xiàn)，如外圍總線(xiàn)、專(zhuān)用緩沖總線(xiàn)等。治療計(jì)劃系統(tǒng) 2000可以包括MIRIT (醫(yī)療圖像査看和輸入工具)以支持DICOM輸入(因 此圖像可以被融合，并且可以被在不同的系統(tǒng)上描述并隨后被輸入到用于計(jì) 劃和劑量計(jì)算的治療計(jì)劃系統(tǒng))，擴(kuò)展圖像融合能力以允許用戶(hù)進(jìn)行治療計(jì) 劃并以多個(gè)成像形式(如MRI、 CT、 PET等)中的任一個(gè)來(lái)査看劑量分配。 治療系統(tǒng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。因此，不提供更加詳細(xì)的討論。治療計(jì)劃系統(tǒng)2000可以用諸如治療傳遞系統(tǒng)3000之類(lèi)的治療傳遞系統(tǒng) 來(lái)共享其數(shù)據(jù)庫(kù)(如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備2030中的數(shù)據(jù))，從而不必在治療傳遞 之前從治療計(jì)劃系統(tǒng)輸出。治療計(jì)劃系統(tǒng)2000可以經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路2500鏈接 到治療傳遞系統(tǒng)3000，如上面所討論的數(shù)據(jù)鏈路1500 —樣，該鏈路可以為 直接鏈路、LAN鏈路或WAN鏈路。應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路1500和2500 作為L(zhǎng)AN或WAN連接來(lái)實(shí)施時(shí)，診斷成像系統(tǒng)1000、治療計(jì)劃系統(tǒng)2000 和/或治療傳遞系統(tǒng)3000中的任何一個(gè)可以位于分散的位置，從而所述系統(tǒng) 相互之間在物理上相距較遠(yuǎn)。可替換地，診斷成像系統(tǒng)1000、治療計(jì)劃系統(tǒng) 2000和/或治療傳遞系統(tǒng)3000中的任何一個(gè)可以在一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)中相互集 成。治療傳遞系統(tǒng)3000包括治療的和/或外科放射源3010 (如LINAC 311)以執(zhí)行與治療計(jì)劃一致的到目標(biāo)體的指定放射劑量。治療傳遞系統(tǒng)3000也 可以包括成像系統(tǒng)3020以捕獲患者體(包括目標(biāo)體)的治療內(nèi)部圖像來(lái)與 上述的診斷圖像進(jìn)行配準(zhǔn)或校正以便相對(duì)于放射源來(lái)放置患者。成像系統(tǒng) 3020可以包括上述的成像系統(tǒng)和成像幾何關(guān)系(如系統(tǒng)300、 400、 500、 600、 700、 800和900)中的任一個(gè)。治療傳遞系統(tǒng)3000也可以包括數(shù)字處理系 統(tǒng)3030以控制放射源3010、成像系統(tǒng)3020和諸如治療床3040之類(lèi)的患者 支持設(shè)備。數(shù)字處理系統(tǒng)3030可以包括一個(gè)或多個(gè)通用處理器(如微處理 器)、諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)之類(lèi)的專(zhuān)用處理器或諸如控制器或現(xiàn)場(chǎng) 可編程門(mén)陣列(FPGA)之類(lèi)的其他類(lèi)型設(shè)備。數(shù)字處理系統(tǒng)3030也可以包 括其他組件(未示出)，如存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)器及類(lèi)似的等等。 數(shù)字處理系統(tǒng)3030可以通過(guò)總線(xiàn)3045或其他類(lèi)型的控制和通信接口被耦合 到放射源3010、成像系統(tǒng)3020和治療床3040。數(shù)字處理系統(tǒng)3030可以執(zhí)行算法以將從成像系統(tǒng)3020獲取的圖像與預(yù) 操作治療計(jì)劃圖像進(jìn)行配準(zhǔn)以便對(duì)在治療傳遞系統(tǒng)3000之內(nèi)的治療床上的 患者進(jìn)行，并相對(duì)于目標(biāo)體來(lái)精確地放置放射源。治療床3040可以被耦合到具有多個(gè)(5個(gè)或更多個(gè))自由度的機(jī)器人臂 (未示出)。床臂可具有五個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)基本垂直的、線(xiàn)性的自由度。 可替換地，床臂可以具有6個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)基本垂直的、線(xiàn)性的自由度 或至少四個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。所述床臂可以被垂直于柱子或墻設(shè)置，或水平于底 座、地板或天花板設(shè)置?？商鎿Q地，治療床3040可以為另一機(jī)械機(jī)制的組 件，如由加利福尼亞的Accuray公司開(kāi)發(fā)的Axum⑧治療床，或其他類(lèi)型的 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的常規(guī)治療工作臺(tái)。圖12是說(shuō)明成像幾何關(guān)系的一種實(shí)施方式的方法950的流程圖。再參 照?qǐng)D3B和3C，所述方法通過(guò)生成第一成像波束302A而在步驟951開(kāi)始。 在步驟952，第二成像波束302B被生成以在第一成像中心304與第一成像波束交叉。在步驟953，患者309被放置在接近于第一成像中心。在步驟954， 第一圖像用以第一成像波束的生成并且第二圖像以第二成像波束的生成。在 步驟955，第一圖像和第二圖像被與第一組預(yù)治療參考圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。在步 驟956，配準(zhǔn)結(jié)果被用于放置放射治療源(如LINAC311)。在步驟957，放 射治療在第一角度范圍312內(nèi)被傳遞到患者309的目標(biāo)組織。在步驟958， 第三成像波束303C被生成。在步驟959，第四成像波束302D被生成以在第 二成像中心305與第三成像波束交叉。在步驟960，患者309被放置在接近 于第二成像中心。在步驟961，第三圖像以第三成像波束生成并且第四圖像 以第四成像波束生成。在步驟962，第三圖像和第四圖像被與第二組預(yù)治療 參考圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。在步驟963，配準(zhǔn)結(jié)果被用于放置放射治療源(如LINAC 311)。在步驟964，放射治療在第二角度范圍313內(nèi)被傳遞到患者309的目 標(biāo)組織。應(yīng)當(dāng)注意的是此處描述的方法和設(shè)備不僅限于用于醫(yī)療診斷成像和治 療。在替換實(shí)施方式中，這里的方法和設(shè)備可以在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域之外的應(yīng)用 中使用，如工業(yè)成像和材料的非破壞測(cè)試(如在自動(dòng)化工業(yè)中的發(fā)動(dòng)機(jī)組塊、 航空工業(yè)中的機(jī)身、構(gòu)造工業(yè)中的焊接和石油工業(yè)中的鉆空心)以及地震勘 查。在這些應(yīng)用中，所述"治療"可以通用地涉及放射波束的應(yīng)用。雖然以特定實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式。 可以理解的是，本發(fā)明不限于所述特定實(shí)施方式，而僅限于所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于在放射治療系統(tǒng)中進(jìn)行立體成像的方法，該方法包括在第一位置建立第一成像中心以在參考治療構(gòu)架中的第一區(qū)域內(nèi)啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)組織的放射治療；以及在第二位置建立第二成像中心以在所述參考治療構(gòu)架中的第二區(qū)域內(nèi)啟動(dòng)對(duì)所述目標(biāo)組織的所述放射治療。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述建立第一成像中心包括生成 具有第一軸的第一成像波束和具有第二軸的第二成像波束，所述第一軸和所 述第二軸定義了第一成像平面，所述第二成像波束被設(shè)置成相對(duì)于所述第一 成像波束呈第一角度，以在所述第一位置與所述第一成像波束交叉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述建立第二成像中心包括在所述第一成像平面上生成具有第三軸的第三成像波束，該第三成像波束被設(shè)置 成相對(duì)于所述第一成像波束呈第二角度，以在所述第二位置與所述第一成像 波束交叉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第三成像波束被設(shè)置成相對(duì)于所述第二成像波束呈第三角度，所述方法還包括在第三位置建立第三成像 中心，所述第三位置包括所述第二成像波束與所述第三成像波束在所述第一 成像平面上所形成的交叉點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述建立第二成像中心包括生成 具有第三軸的第三成像波束和具有第四軸的第四成像波束，所述第三軸和所 述第四軸定義了第二成像平面，所述第四成像波束被設(shè)置成相對(duì)于所述第三 成像波束呈第二角度，以在所述第二位置與所述第三成像波束交叉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一成像平面和所述第二成 像平面為共面平面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一成像平面和所述第二成 像平面為非共面平面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，該方法還包括-將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第一成像中心； 以所述第一成像波束生成第一圖像并以所述第二成像波束生成第二圖像；將所述第一圖像和所述第二圖像與第一多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第一 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第一配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第一角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，該方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第二成像中心； 以所述第三成像波束生成第三圖像并以所述第一成像波束生成第四圖像；將所述第三圖像和所述第四圖像與第二多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第二 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第二配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置所述放射治療源；以及 在第二角度范圍內(nèi)將所述放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，該方法還包括將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第三成像中心； 以所述第二成像波束生成第一圖像并以所述第三成像波束生成第二圖像；將所述第一圖像和所述第二圖像與多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得配準(zhǔn)結(jié)果； 利用所述配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第三角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，該方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第一成像中心； 以所述第一成像波束生成第一圖像并以所述第二成像波束生成第二圖像；將所述第一圖像和所述第二圖像與第一多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第一 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第一配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第一角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第二成像中心；以所述第三成像波束生成第三圖像并以所述第四成像波束生成第四圖像；將所述第三圖像和所述第四圖像與第二多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第二 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第二配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置所述放射治療源；以及 在第二角度范圍內(nèi)將所述放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
13. —種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括-第一對(duì)x-射線(xiàn)源，用于生成具有第一軸的第一 x-射線(xiàn)波束和具有第二軸 的第二x-射線(xiàn)波束，所述第一軸和所述第二軸定義了第一成像平面，所述第 一 x-射線(xiàn)波束與所述第二 x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成在第一成像中心以第一角度 交叉；第二對(duì)x-射線(xiàn)源，用于生成具有第三軸的第三x-射線(xiàn)波束和具有第四軸 的第四x-射線(xiàn)波束，所述第三軸和所述第四軸定義了第二成像平面，所述第 三x-射線(xiàn)波束與所述第四x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成在第二成像中心以第二角度 交叉；在所述第一成像平面上的第一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器，用于探測(cè)所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第二X-射線(xiàn)波束；以及在所述第二成像平面上的第二對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器，用于探測(cè)所述第三x-射線(xiàn)波束和所述第四x-射線(xiàn)波束。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一對(duì)x-射線(xiàn)源位于 所述第一成像中心和所述第二成像中心之上，其中所述第二對(duì)x-射線(xiàn)源位于 所述第一成像中心和所述第二成像中心之下，并且其中所述第二成像中心位 于所述第一成像中心之上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一角度與所述第二 角度相等。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一角度與所述第二 角度為九十度角。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像平面和所述 第二成像平面為共面平面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像平面是被從 所述第二成像平面旋轉(zhuǎn)了 一個(gè)角度的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像平面和所述 第二成像平面為垂直平面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器包括具有第一成像表面的第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器 和具有第二成像表面的第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第一成像表面被設(shè)置成與所 述第一軸呈第一成像角度，所述第二成像表面被設(shè)置成與所述第二軸呈第二 成像角度；所述第二對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器包括具有第三成像表面的第三x-射線(xiàn)探測(cè)器 和具有第四成像表面的第四x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第三成像表面被設(shè)置成與所 述第三軸呈第三成像角度，所述第四成像表面被設(shè)置成與所述第四軸呈第四 成像角度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像角度、所述 第二成像角度、所述第三成像角度以及所述第四成像角度中的每一個(gè)都是直 角。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像角度、所述 第二成像角度、所述第三成像角度以及所述第四成像角度中的每一個(gè)都是銳 角。
23. —種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括第一 x-射線(xiàn)源和第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第一 x-射線(xiàn)源用于生成具有第 一軸的第一 x-射線(xiàn)波束，所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器具有用于探測(cè)所述第一 x-射線(xiàn)波束的成像表面；第二 x-射線(xiàn)源和第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第二 x-射線(xiàn)源用于生成具有第 二軸的第二 x-射線(xiàn)波束，所述第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器具有用于探測(cè)所述第二 x-射線(xiàn)波束的第二成像表面，所述第一軸和所述第二軸定義了成像平面，所述 第一 x-射線(xiàn)波束與所述第二 x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成在所述成像平面上的第一 成像中心以第一角度交叉；以及第三x-射線(xiàn)源和第三x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第三x-射線(xiàn)源用于生成具有第 三軸的第三x-射線(xiàn)波束，所述第三x-射線(xiàn)探測(cè)器具有用于探測(cè)所述第三x-射線(xiàn)波束的第三成像表面，所述第三x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成與所述第一 x-射線(xiàn) 波束在所述成像平面上的第二成像中心以第二角度交叉，并且所述第三x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成與所述第二 x-射線(xiàn)波束在所述成像平面上的第三成像中 心以第三角度交叉。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像表面被設(shè)置 成與所述第一軸呈第一成像角度，所述第二成像表面被設(shè)置成與所述第二軸 呈第二成像角度，并且所述第三成像表面被設(shè)置成與所述第三軸呈第三成像 角度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像角度、所述 第二成像角度以及所述第三成像角度中的每一個(gè)都是直角。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一成像角度、所述第二成像角度以及所述第三成像角度中的一個(gè)或多個(gè)被選擇以將所述第一 成像表面、所述第二成像表面以及所述第三成像表面對(duì)準(zhǔn)在一個(gè)水平平面 上。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一 x-射線(xiàn)源是可移 動(dòng)的x-射線(xiàn)源且所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器是可移動(dòng)的x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第一 x-射線(xiàn)源和所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器包括可移動(dòng)的源探測(cè)器對(duì)，所述可移動(dòng)的 源探測(cè)器對(duì)用于調(diào)整在所述成像平面上的所述第一成像中心和所述第二成 像中心的位置。
28. —種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括具有第一間隔的第一對(duì)x-射線(xiàn)源，用于在成像平面上生成第一 x-射線(xiàn)波 束和第二 x-射線(xiàn)波束，所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第二 x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成 在第一成像中心以第一角度交叉；具有第二間隔的第二對(duì)x-射線(xiàn)源，用于在所述成像平面上生成第三x-射線(xiàn)波束和第四x-射線(xiàn)波束，所述第三x-射線(xiàn)波束和所述第四x-射線(xiàn)波束被 設(shè)置成在第二成像中心以第二角度交叉；具有第三間隔的一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器，包括第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器和第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器用于探測(cè)所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第 三x-射線(xiàn)波束，所述第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器用于探測(cè)所述第二 x-射線(xiàn)波束和所述 第四x-射線(xiàn)波束。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一對(duì)x-射線(xiàn)源和所 述第二對(duì)x-射線(xiàn)源位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之上，而其中 所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之下。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的成像系統(tǒng)，其中所述第一對(duì)x-射線(xiàn)源和所 述第二對(duì)x-射線(xiàn)源位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之下，而其中 所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之上。
31. —種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn)源，用于在成像平面上以第一間隔生成第一 x-射線(xiàn) 波束和第二 x-射線(xiàn)波束，所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第二 x-射線(xiàn)波束被設(shè)置 成在第一成像中心以第一角度交叉，所述一對(duì)x-射線(xiàn)源用于在所述成像平面 上以第二間隔生成第三x-射線(xiàn)波束和第四x-射線(xiàn)波束，所述第三x-射線(xiàn)波束 和所述第四x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成在第二成像中心以第二角度交叉；以及在成像平面上的具有第三間隔的一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述一對(duì)x-射線(xiàn)探 測(cè)器包括第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器和第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器，所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器用 于探測(cè)所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第三x-射線(xiàn)波束，所述第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器 用于探測(cè)所述第二 x-射線(xiàn)波束和所述第四x-射線(xiàn)波束。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的成像系統(tǒng)，其中所述一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn) 源位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之上，并且其中所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之下。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的成像系統(tǒng)，其中所述一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn) 源位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之下，并且其中所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器位于所述第一成像中心和所述第二成像中心之上。
34. —種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn)源，包括在成像平面上具有第一間隔的用于生成第一 x-射線(xiàn)波束的第一 x-射線(xiàn)源和用于生成第二 x-射線(xiàn)波束的第二 x-射線(xiàn)源， 所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第二 x-射線(xiàn)波束被設(shè)置成在成像中心以第一角 度交叉，所述一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn)源用于在所述成像平面上以第二間隔生成 第三x-射線(xiàn)波束和第四x-射線(xiàn)波束，所述第三x-射線(xiàn)波束和所述第四x-射 線(xiàn)波束被設(shè)置成在所述成像中心以第二角度交叉；以及一對(duì)可移動(dòng)的x-射線(xiàn)探測(cè)器，包括第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器和第二 x-射線(xiàn)探測(cè) 器，所述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器和所述第二 x-射線(xiàn)探測(cè)器用于在所述成像平面上 以第三間隔探測(cè)所述第一 x-射線(xiàn)波束和所述第二 x-射線(xiàn)波束以及用于在所 述成像平面上以第四間隔探測(cè)所述第三x-射線(xiàn)波束和所述第四x-射線(xiàn)波束。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的成像系統(tǒng)，所述第一x-射線(xiàn)源用于跟蹤所 述第一 x-射線(xiàn)探測(cè)器從所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器的第三間隔到所述一對(duì)x-射 線(xiàn)探測(cè)器的第四間隔的位置，所述第二 x-射線(xiàn)源用于跟蹤所述第二 x-射線(xiàn)探 測(cè)器從所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器的第三間隔到所述一對(duì)x-射線(xiàn)探測(cè)器的第四 間隔的位置。
36. —種包含可執(zhí)行計(jì)算機(jī)編程指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)執(zhí)行所述指令時(shí)，會(huì)促使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行一種方法，該方法包括在第一位置建立第一成像中心以在參考治療構(gòu)架中的第一角度范圍內(nèi) 啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)組織的放射治療；以及在第二位置建立第二成像中心以在所述參考治療構(gòu)架中的第二角度范 圍內(nèi)啟動(dòng)對(duì)所述目標(biāo)組織的所述放射治療。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述建立第一成像中 心包括生成具有第一軸的第一成像波束和具有第二軸的第二成像波束，所述第一軸和所述第二軸定義了第一成像平面，所述第二成像波束被設(shè)置成相對(duì) 于所述第一成像波束呈第一角度，以在所述第一位置與所述第一成像波束交 叉。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述建立第二成像中 心包括在第一成像平面上生成具有第三軸的第三成像波束，該第三成像波束 被設(shè)置成相對(duì)于所述第一成像波束呈第二角度，以在所述第二位置與所述第 一成像波束交叉。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述第三成像波束被 設(shè)置成相對(duì)于所述第二成像波束呈第三角度，所述方法還包括在第三位置建 立第三成像中心，所述第三位置包括所述第二成像波束與第三成像波束在所 述第一成像平面上所形成的交叉點(diǎn)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述建立第二成像中 心包括生成具有第三軸的第三成像波束和具有第四軸的第四成像波束，所述 第三軸和所述第四軸定義了第二成像平面，所述第四成像波束被設(shè)置成相對(duì) 于所述第三成像波束呈第二角度，以在所述第二位置與所述第三成像波束交 叉。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述第一成像平面和 所述第二成像平面為共面平面。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述第一成像平面和 所述第二成像平面為非共面平面。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第一成像中心；以所述第一成像波束生成第一圖像并以所述第二成像波束生成第二圖 將所述第一圖像和所述第二圖像與第一多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第一配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第一配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在所述第一角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第二成像中心；以所述第三成像波束生成第三圖像并以所述第一成像波束生成第四圖像；將所述第三圖像和所述第四圖像與第二多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第二 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第二配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置所述放射治療源；以及 在所述第二角度范圍內(nèi)將所述放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第三成像中心；以所述第二成像波束生成第一圖像并以所述第三成像波束生成第二圖將所述第一圖像和所述第二圖像與多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得配準(zhǔn)結(jié)果； 利用所述配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第三角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第一成像中心；以所述第一成像波束生成第一圖像并以所述第二成像波束生成第二圖像；將所述第一圖像和所述第二圖像與第一多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第一 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第一配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第一角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括 將所述目標(biāo)組織放置在接近于所述第二成像中心；以所述第三成像波束生成第三圖像并以所述第四成像波束生成第四圖像；將所述第三圖像和所述第四圖像與第二多個(gè)參考圖像配準(zhǔn)以獲得第二 配準(zhǔn)結(jié)果；利用所述第二配準(zhǔn)結(jié)果來(lái)放置放射治療源；以及 在第二角度范圍內(nèi)將放射治療傳遞至所述目標(biāo)組織。
48. —種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于在多個(gè)成像位置對(duì)放射目標(biāo)進(jìn)行成像以提供以多個(gè)治療角度到所 述放射目標(biāo)的通路的裝置；用于在所述多個(gè)成像位置對(duì)所述放射目標(biāo)進(jìn)行放置的裝置；以及 用于以所述多個(gè)治療角度對(duì)放射治療進(jìn)行傳遞的裝置。
全文摘要
一種用于在放射治療系統(tǒng)中的多個(gè)位置對(duì)患者進(jìn)行立體成像的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法用于在多個(gè)治療角度范圍內(nèi)啟動(dòng)放射治療的傳遞而不阻礙成像系統(tǒng)或放射治療。
文檔編號(hào)G01B15/02GK101238351SQ200680028676
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者A·W·卡拉諾, G·庫(kù)杜瓦利, M·J·薩拉遜, M·博德杜盧里 申請(qǐng)人:艾可瑞公司