基於目標移動來控制x光成像的製作方法

2023-06-24 22:07:46

專利名稱：基於目標移動來控制x光成像的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及影像引導治療領域，特別地涉及用於基於指示目標移動 (motion)的測量數據來確定診斷X光(X-ray)影像的時序(timing)的系統。
背景技術：
放射外科學和放射療法系統是放射治療系統，其通過將規定劑量的放射物(例 如，X光)投遞到病理解剖(pathological anatomy)同時將暴露給周圍組織以及關鍵解剖 結構(例如，脊髓)的放射物減到最小，來使用外部放射束對病理解剖(例如，腫瘤、損傷、 血管畸形、神經紊亂等)進行治療。放射外科學和放射療法都被設計為使病理解剖壞死，同 時不傷害健康組織和關鍵結構。放射療法的特點是每次治療的放射劑量低，且進行多次治 療(例如，治療30到45天)。放射外科學的特點是一次使用的放射劑量相對較高，或者至 多幾次治療。在放射療法和放射外科學中，將放射劑量從多個角度投遞到病理解剖所在的位 置。由於每條放射束的角度是不同的，因此每條射束都可以與病理解剖所佔據的目標區域 相交，同時在其往返於目標區域的線路上穿過不同的健康組織區域。因此，在目標區域中累 積的放射劑量高而到健康組織和關鍵結構的平均放射劑量低。放射療法和放射外科學治療 系統可以被分類為基於畫面的(frame-based)或影像引導的。投遞放射物以治療病理解剖(例如，腫瘤或損傷)所面臨的一個難題是識別目標 位置(即患者內的腫瘤位置)。目前用於識別並定標(target)需治療的腫瘤位置的最常用 的技術涉及診斷X光或螢光透視系統，用於對患者身體進行成像以檢測腫瘤位置。這種技 術假定腫瘤在治療過程中沒有一點移動。本領域技術人員知道，目前的方法在治療過程中使用多個診斷X光來追蹤並解釋 在放射治療投遞期間的腫瘤移動。在這些目前的方法和系統中，使用者指定在每個診斷X 光影像之間應該投遞多少放射治療束。在這些系統中，射束的投遞在持續時間中可以明顯 變化。例如每成像3個束可能產生被分開10秒的一對影像，由3個短束交叉，接著跟隨的 是在3個長束之後的長於一分鐘的影像。但是，腫瘤可能在兩個診斷X光影像之間已經移 動了，由此導致治療放射束投遞到目標的精確性比期望的差，並且投遞到目標周圍的健康 組織的放射劑量比期望的大。


附圖以示例的方式而非限制的方式示出本發明。
圖1示出了顯示在放射治療階段的示例性前列腺移動的圖示；圖2示出了根據本發明的一個實施方式的影像引導放射治療系統的結構；圖3示出了根據本發明的另一個實施方式的影像引導放射治療系統的結構；圖4示出了根據本發明的一個實施方式的提出放射治療方案的方法；圖5A-圖5C示出了根據本發明的一個實施方式的顯示示例性治療方案的一部分 的時序圖；圖6示出了控制X光成像的時序的方法的一個實施方式；圖7A示出了控制X光成像的時序的方法的另一個實施方式；圖7B示出了控制X光成像的方法的再一個實施方式；圖8示出了監控患者放射暴露的方法的一個實施方式；圖9示出了可以在影像引導治療中使用的可以實施本發明的特徵的系統的一個 實施方式。
具體實施例方式這裡描述了用於向患者治療提供影像引導的方法和設備。下面的描述提出了多個 具體的細節，例如特定系統、組件、方法等的示例，以提供對本發明的一些實施方式的理解。 但是對本領域技術人員很明顯的是，本發明的至少一些實施方式可以在沒有這些具體細節 的情況下被實施。在其它情況中，公知的組件或方法沒有具體描述或以簡單的框圖形式表 示，以避免不必要地模糊本發明。因此，呈現的具體細節只是示例性的。特定的實現方式可 以根據這些示例性細節進行變化，但仍然被認為位於本發明的實質和範圍中。這裡使用的術語「X光影像」可以指可見的X光影像(例如，在視頻顯示屏上顯示) 或X光影像的數字表示(例如，對應於X光檢測器的像素輸出的文件)。「X光影像」的參考 可以是單個影像或者同時或連續的影像組(如在立體成像系統中的)。「X光影像」的參考 還可以指代X光成像形態，例如計算層析成像(computed tomography)(例如，錐形束CT)。 這裡使用的術語「放射治療」是規定劑量的放射物投遞到患者的病理解剖(目標)。放射治 療包括放射外科學(較少次數的相對高劑量的放射物投遞的治療)以及放射療法(多次數 的低劑量放射物投遞的治療)。在放射治療中，通常不會在一次治療過程中將要被投遞的全部劑量的放射物都投 遞到目標。為了最大化放射對癌症的影響，並最小化對健康組織的影響，可以使用分割法 (fractionation)。分割法是一种放射治療方法，在該方法中，要被投遞到目標的放射物的 總劑量被分成在一天或多天時間段中的一些較小的劑量。每個單獨的劑量被稱為一個分段 (fraction)0除非聲明明顯與以下論述的不同，可以理解術語例如「處理」、「計算」、「生成」、「比 較」、「確定」、「設定」、「調整」等可以指計算機系統或類似的電子計算裝置的動作和過程，所 述計算機系統或類似的電子計算裝置處理計算機系統的寄存器和存儲器中的物理(例如， 電)量表示的數據並將該數據轉換成計算機系統的存儲器或寄存器或其它這些信息存儲、 傳輸或顯示裝置內的類似物理表示的其它數據。這裡描述的方法的實施方式可以使用計算 機軟體來實現。如果以符合識別標準的程式語言被寫入，則被設計成實施該方法的指令序 列可以被彙編，以用於在各種硬體平臺上執行或用於與各種作業系統接口。此外，沒有參考任何特定的程式語言來描述本發明的實施方式。可以理解，可以使用各種程式語言來實施 本發明的實施方式。精確追蹤目標位置很重要的一種臨床領域是用於治療前列腺癌的前列腺放射療 法或放射外科學。一般患者在放射治療過程中都會經歷輕微的前列腺移動。但是，在某些 患者中，會頻繁發生明顯的前列腺移動。此外，在常規分割法中，幾乎所有的患者都會在至 少一些分段中經歷明顯的前列腺移動。在患者群體中，在大約15%的分段中會經歷中度到 明顯的前列腺移動。圖1示出了顯示在放射治療期間的示例性前列腺移動的圖示100。圖示100包括 四幅單獨的圖，這四幅圖的橫軸為時間縱軸為前列腺位置(基於基準(fiducial)質心)。 每幅圖都顯示三個不同方向(上-下SI ；左-右LR;以及前-後AP)上的前列腺移動和總 合成的前列腺移動(長度)。左上方的圖顯示了具有最小前列腺移動的分段，這在大多數分段中(大約85% ) 是典型的。對於這些分段來說，大約每1-2分鐘的診斷χ光成像頻率足夠用於提供對前列 腺的亞毫米追蹤。右上方、右下方以及左下方的圖顯示了大約15%的分段的典型的前列腺移動。右 上方的圖顯示了前列腺的連續漂移，其可以反映在一次分段期間的肌肉鬆弛和/或膀胱填 充。對於相對慢而穩定的前列腺移動(如右上方的圖中所示)來說，大約每隔30-60秒的 診斷χ光影像的成像頻率足夠用於提供對前列腺的亞毫米追蹤。右下方和左下方的圖分別顯示了不規則移動和高頻偏移(excursion)，其可以是 由於例如直腸氣引起的。對於這種迅速的前列腺移動，必須以大約每15-30秒的診斷成像 頻率來獲取診斷χ光影像，以用亞毫米前列腺追蹤來追蹤前列腺移動。由於前列腺被易於感染放射物毒害的放射敏感結構(例如，膀胱和直腸)包圍， 所以在整個治療過程中精確追蹤前列腺移動以確保放射治療束不會無意地被投遞到前列 腺以外的區域並確保足夠劑量的放射物被投遞到前列腺是很重要的。如上所述，在針對 不同患者的治療過程中，需要精確追蹤前列腺移動的成像頻率可以明顯不同。此外，一個 患者在一次治療過程中可能表現出最小的前列腺移動，而在之後的治療過程中表現出明 顯的前列腺移動。患者還可能在一些治療過程中表現出最小的前列腺移動，而在其餘的 治療過程中表現出明顯的前列腺移動。因此，提供在放射治療之前設定成像頻率並在放 射治療過程中調整成像頻率的機制是很重要的。總的原則是頻繁進行成像以達到精確追 蹤目標的需要(例如，在Imm的容限內)，但是不需要儘可能的快，因為期望最小化從診斷 成像投遞的電離輻射。由於至少兩個原因高劑量和減少的分段數量，這對於例如亞分割 (hypofractionated)前列腺放射外科學(在減少次數的治療過程中，給予較大劑量(例如 每個分段高達14Gy)的放射療法)的治療來說尤為重要。注意，這裡出於示例的目的描述了前列腺的放射治療。本發明的實施方式可以同 樣地應用到身體中寬範圍的可以移動的患者解剖(例如，器官)。例如，本發明的實施方式 可以被應用到肝臟或胰腺或任意其它內部目標的治療。圖2和圖3示出了根據本發明的實施方式的影像引導放射治療系統200和300的 結構。在示出的實施方式中，放射治療系統200和300包括線性加速器(LINAC) 201，其用作 放射治療源。LINAC 201安裝在機械臂202的末端上，該機械臂202具有多個(例如，5個或更多)自由度，以設置LINAC201的位置來在患者周圍的操作區域(operating volume) 中、在多個平面中，用從多個角度投遞的射束來照射病理解剖(例如，目標220)。治療可以 涉及具有單個等中心(isocenter)、多個等中心或沒有等中心方式的射束路徑。可替換地， LINAC 201可以安裝在託臺上以提供等中心的射束路徑。在治療過程中，可以通過移動機械臂202來將LINAC 201定位在多個不同的結點 處(機械臂停止並可以投遞放射物的預定義位置)。在這些結點處，LINAC 201可以將一個 或多個放射治療束投遞到目標。可以將這些結點以近似球形分布的方式布置在患者周圍。 結點的特定數量以及在每個結點處應用的治療束的數量可以作為被治療的病理解剖的位 置和類型的函數而變化。例如，結點的數量可以為50至300，或更優選地為15至100個結 點，並且射束的數量可以為200至3200，或更優選地為50至300。參考圖2，根據本發明的一個實施方式的放射治療系統200包括成像系統210，該 成像系統210具有與χ光源203A和20 以及固定的χ光檢測器(成像器)204Α和204Β 連接的處理器230。可替換地，χ光源203Α、20;3Β和/或χ光檢測器204Α、204Β可以是移 動的，在這種情況中，它們可以被重新定位以保持與目標220對準，或可替換地從不同方向 對目標進行成像或獲取多個χ光影像並重新構建三維(3D)錐形束CT。本領域技術人員可 以理解，在一個實施方式中，χ光源不是點光源而是χ光源陣列。在一個實施方式中，LINAC 201用作成像源(不管是安裝在託臺上還是機械臂上)，其中，將LINAC的功率水平減小到 用於成像的可接受水平。成像系統210可以執行計算層析成像(CT)，例如錐形束CT，並且由成像系統210 生成的影像可以是二維OD)或三維(3D)的。兩個χ光源203Α和2(Χ3Β可以安裝在操作室 的天花板上的固定位置中，且可以被對準以從兩個不同的角位置(例如，分離90度)投射χ 光成像射束，以在機器等中心(其提供在治療過程中用於對治療床206上的患者進行定位 的基準點)處相交並在穿過患者之後照射各自的檢測器204Α和204Β的成像平面。因此，成 像系統210提供了目標220以及周圍感興趣區域(VOI)的立體成像。在其它實施方式中， 成像系統210可以包括多於或少於兩個χ光源以及多於或少於兩個檢測器，且任意一個檢 測器都可以是可移動的而不是固定的。在再一實施方式中，χ光源和檢測器的位置是可以 互換的。如本領域技術人員所知，檢測器204Α和204Β可以由閃爍材料(其可以將χ光轉 換成可見光)(例如，非晶矽)和CMOS (互補金屬氧化物矽)或CCD(電荷耦合設備)成像 單元的陣列構成，該成像單元將光轉換成數字影像，在影像配準過程(其將數字影像坐標 系轉換成參考影像坐標系)中，該數字影像與參考影像進行比較。參考影像可以例如是數 字重構射線照片(DRR)，其為虛擬的χ光影像，該虛擬的χ光影像基於通過投射射線穿過CT 影像來模擬χ光影像形成過程而從3D CT影像中生成。成像系統210可以以用於更新目標的當前位置的預定義成像頻率來生成診斷χ光 影像。每個診斷X光影像都可以與參考影像(例如，相應的DRR)和/或之前的診斷X光 影像進行比較，以確定當前目標位置和目標移動的速率。如果目標移動大於預定義的容限 (例如，lmm/min)，則成像系統可以增加成像頻率以更新目標位置，並更加精確地引導到移 動的目標的放射物。如果目標移動小於預定義的容限，則成像系統210可以減小成像頻率， 因為在期望的容限內需要較少的影像來追蹤目標移動。可以理解，可以選擇預定義的上容 限和下容限，由此定義移動範圍，在該範圍中成像頻率是滿意的，且如果移動(分別)高於或低於預定義的上容限和下容限，則增大或減小頻率。下面將參考圖7A和圖7B來更詳細 地描述響應於目標移動而改變成像頻率。參考圖3，在可替換實施方式中，成像系統310包括用於確定目標移動的移動檢測 裝置312，該移動檢測裝置312具有檢測區域340。如果移動檢測裝置312檢測到移動超過 治療容限，則χ光成像裝置313可以被指導來生成在成像區域350內的區域處的新的診斷 χ光影像。移動檢測裝置312可以是任意的傳感器或其它能夠識別目標移動的裝置。移動 檢測裝置312可以例如是超聲波掃描儀、光學傳感器(例如，相機)、壓力傳感器、電磁傳感 器或能夠提供移動檢測而不會向用戶投遞電離放射的一些其它傳感器(例如，χ光成像系 統以外的傳感器)。在一個實施方式中，移動檢測裝置312實時獲取指示目標移動的測量 數據。可替換地，測量數據可以以高於(可能相當高)x光成像可達到或期望的頻率被獲取 (由於針對每個χ光影像，電離放射被投遞到患者)。在一個實施方式中，移動檢測裝置312 不提供高的絕對位置精確度。相反，移動檢測裝置312可以提供足夠的相對位置精確度以 檢測患者移動和/或目標移動。這種移動檢測可以觸發對具有高的位置精確度的影像(例 如，χ光影像)的獲取。在一個實施方式中，移動檢測裝置312是超聲波掃描儀。該超聲波掃描儀可以包 括一維(ID)陣列的換能器元件，其產生二維OD)超聲波影像，或其被機械式旋轉以產生可 以被組合成3D影像的一連串的2D影像，或者該超聲波掃描儀可以包括產生3D影像的2D 陣列的換能器元件。當患者躺在治療床206上時，超聲波掃描儀的換能器可以被保持在患 者225的皮膚表面上的位置中(或可替換地位於直腸中，即經直腸超聲)。目標220的位置 可以被確定為目標220與超聲波掃描儀的換能器之間的位置偏移。在一個實施方式中，超 聲波掃描儀的一個或多個換能器可以被追蹤，由此檢測到的移動位於治療室坐標系中。在另一個實施方式中，移動檢測裝置312是光學系統，例如照相機。該光學系統可 以追蹤位於患者225上的發光二極體(LED)的位置。可替換地，與追蹤患者上的LED不同， 該光學系統可以直接追蹤患者225的表面區域。可以存在目標移動和患者225的LED和/ 或表面區域的移動之間的相關性。基於該相關性，當LED和/或表面區域的移動被檢測到 時，可以確定目標220也已經移動，從而足以需要另一個診斷χ光影像來精確確定目標位 置。在另一個實施方式中，移動檢測裝置312包括射頻標識(RFID)系統，其具有詢問 器，該詢問器基於射頻(RF)信號的飛行時間來追蹤位於患者225上或患者225內的應答 器(transponder)的位置。可替換地，移動檢測裝置312可以是能夠定位目標的一些其它 類型的設備，例如電磁線圈陣列或雷射測距儀。移動檢測裝置312的其他示例包括應變儀 (strain gauge)、壓電傳感器、呼吸計等。在患者接受放射治療之前，通常計劃放射治療方案。放射治療方案是用於將放射 治療束從多個治療結點投遞到患者的病理解剖的方案，其中從每個結點施加一個或多個射 束(具有一種或多種形狀、角度或方向)。放射治療方案還可以要求獲取多個治療內診斷 X光影像和/或這些影像的時序，這些影像用於追蹤目標的位置；診斷X光影像是被收集以 追蹤目標位置的治療內數據的一種示例。例如(不局限於此)，將診斷X光影像與治療前 (pre-treatment) 3D影像數據(例如，CT影像、錐形束CT影像或MR影像)進行配準(如本 領域技術人員知道的那樣)。此外，放射治療方案可以包括成像協議，其識別例如使用的成像形態(例如，單個X光投射、多個X光投射等)、使用的一種或多種成像算法、是否追蹤基 準或患者解剖等。如所述的，診斷影像數據用於在向病理解剖投遞放射物的過程中追蹤該病理解剖 的位置。在獲得並分析診斷影像數據之後就都知道病理解剖的位置。在診斷影像數據的獲 取和分析之後，隨著時間過去，病理解剖的位置變得更不確定。病理解剖可以保持相對靜 止，其可能微微移動或可能明顯移動，例如之前所述的前列腺的示例。這些移動可能由多種 原因中的任意一種原因造成，這些原因包括但不限於患者移動、由於該解剖的非剛性而導 致的自然移位或該解剖附近部位的移動(例如膀胱填充、直腸氣等)。無論如何，病理解剖 位置的較差的確定性導致基於上一個診斷影像數據被投遞的放射物按照期望精確性所計 劃而被投遞的確定性較差。從診斷影像數據獲取和分析到大約在完成最近的治療束的投遞 之後的時刻所用的時間量被定義為影像年齡(age)。為了更好理解該描述的上下文中的影 像年齡，可以認為影像年齡0為系統具有關於目標位置的最多日期數據的時刻。隨著影像 年齡的增加，目標位置數據老化，並依據在該時間段中目標移動有多快或目標移動多大，影 像年齡可能變得更不可靠。在一個實施方式中，放射治療方案包括指定診斷χ光影像的最 大可允許影像年齡(例如，在射束投遞結束時)的影像年齡閾值。圖4示出了根據本發明一個實施方式的制定放射治療方案的方法400。方法400 還可以在治療期間調整之前存在的放射治療方案。例如，如果醫生在治療開始之前或在治 療過程中選擇影像年齡閾值(最大可允許影像年齡)，則方法400可以基於該影像年齡閾值 來調整之前存在的放射治療方案。在一個實施方式中，由放射治療系統(例如，放射治療系 統200或300)來執行該方法400。可替換地，方法400可以由治療計劃系統或其它類型的 影像引導治療系統來執行。在框405，治療計劃系統(或治療投遞系統)確定將被投遞到目標(例如，患者的 病理解剖)的多個放射治療束。每個放射治療束可以從多個可能的結點中的一個節點被投 遞。此外，每個放射治療束可以在選定的結點處從特定方向被投遞。例如，可以由被定向為 沒有瞄向等中心的LINAC 201來投遞放射治療束。在框410，接收對影像年齡閾值(最大可允許影像年齡)的選擇。影像年齡閾值 的選擇可以從醫生處接收，或基於預計的目標移動來計算。所選的影像年齡閾值可以基於 期望的目標移動量，例如基於經歷相同或相似過程的患者的統計有效歷史樣本。例如，前列 腺可能在臨床上在10秒內移動不明顯的量。因此，可以將最大影像年齡選為10秒，以確保 患者/目標的移動將不會造成向前列腺周圍的健康組織的不期望的放射束投遞。可以基於 影像年齡閾值來計算X光成像頻率和X光成像周期。例如，如果影像年齡閾值是10秒，則 所計算的X光成像周期可以是10秒或更少。X光成像頻率指定獲取診斷X光影像的最小頻 率。χ光成像周期指定連續的診斷χ光影像之間的最大時間長度，且是χ光成像頻率的倒 數。在進一步的實施方式中，影像年齡閾值定義χ光成像頻率和χ光成像周期。在一個實施方式中，成像系統具有不可以被超過的內在最大可支持成像頻率。在 進一步的實施方式中，如果以大於最大可支持成像頻率的頻率來獲取診斷X光影像，則引 入延遲，以便可以滿足最大可支持成像頻率要求。例如，如果最大可支持成像頻率指示不可 以以比5秒更快的頻率來獲取診斷X光影像，且在之前的X光之後2秒就獲取了新的診斷 X光影像，則新的X光和治療可以被延遲，以便在之前的X光之後花費了 5秒。這可以防止損壞成像系統。在框412，治療計劃系統(或治療投遞系統)安排將被生成的診斷χ光影像。在 治療期間，可以將診斷X光影像與之前生成的影像(例如，DRR)或之前的診斷X光影像進 行比較，以在投遞放射治療束之前確定目標位置。在框415，治療計劃系統(或治療投遞系 統)確定下一個放射治療束的完成是否超出影像年齡閾值，在該情況中該方法轉到框420。在框420，將放射治療束分成多個放射治療束。多個放射治療束中的每一個放射治 療束可以具有與初始放射治療束相同的功率水平、結點位置以及方向，但是持續時間更短， 由此多個治療束中的每一個治療束可以在影像年齡閾值內被完成。在一個實施方式中，多 個放射治療束中的每一個放射治療束的持續時間比影像年齡閾值小。可替換地，可以選擇 多個放射治療束的持續時間，由此平均起來，放射治療束近似小於或等於影像年齡閾值。在 這種實施方式中，可以設定最大放射治療束持續時間，以便沒有放射治療束比影像年齡閾 值還要長例如影像年齡閾值長度的20%。放射治療束然後可以具有最大為影像年齡閾值的 120%的持續時間。因此，診斷χ光影像將先於在影像年齡閾值的120%之前不會完成的放 射治療束，以確保足夠低的影像年齡，因此確保在放射物投遞之前的目標位置的足夠高的 可信度。因此，診斷χ光影像在放射治療束投遞之前不會變得太舊而不能信賴以用於目標 位置信息。在框425，該系統確定在下一個治療束完成之前，自獲取上一個診斷χ光影像時起 已經逝去的時間量是否將超過影像年齡閾值，在該情況中，診斷X光影像之後可能變得太 舊而不能信賴以用於在下一個放射治療束投遞之前確定目標位置。如果治療束的投遞超過 影像年齡閾值，則目標可能在放射治療束投遞過程中移動得超過可容忍量，從而放射治療 束的一部分可能無意地被投遞到健康組織。如果在下一個治療束完成之前影像年齡閾值將 被超過，則該方法轉到框430。否則，該方法轉到框435。在框430，診斷X光影像被安排為 在開始下一個放射治療束投遞之前被獲取。該方法然後轉到框435。在一個實施方式中，放 射治療束的持續時間包括在治療束實際被投遞之前由於準備治療束所花的時間。該時間這 裡被稱為定標校正餘量(targeting correction overhead)，並包括將LINAC定位到預定位 置和/或方向所花的時間(例如，由於LINAC在結點之間和/或結點中而重新定位)。在框435，治療計劃系統(或治療投遞系統)確定在治療方案中是否存在任何另外 的放射治療束。如果存在另外的放射治療束，則該方法返回到框415，且下一個放射治療束 與影像年齡閾值進行比較。否則，該方法結束，治療方案完成。可以根據方法400來修改治療方案，且不用明顯增加患者治療的持續時間。此外， 在其它成像方法中不會明顯增加患者的被獲取的診斷X光影像的最終數量(例如，與在每 個診斷X光影像之間投遞設定數目的治療束的方法相比)。因此，由於實施方法400，不會 明顯增加暴露給患者的總的放射物，而是增加了治療投遞的精確性。下面將參考圖8更詳 細描述由於χ光成像導致的放射物暴露。圖5A-圖5C示出了顯示根據本發明的一個實施方式的示例治療方案的一部分的 時序圖。在圖5A中，示例治療方案500沒有通過方法400來調整。治療方案500調用花費 3秒來獲取的診斷χ光影像502，之後花費1秒進行LINAC重新定位504 (例如，瞄準LINAC 的機械臂的移動)。在LINAC重新定位之後，第一個治療束506被安排以投遞12秒，之後再 花費1秒進行LINAC重新定位508。第二個治療束510然後被投遞6秒。
圖5B示出了根據本發明的一個實施方式的示例治療方案520，其在基於10秒的 影像年齡閾值通過方法400進行調整之後對應於示例性治療方案500。如圖所示，第一診 斷χ光影像502和LINAC重新定位504不變。但是，第一治療束506具有超過影像年齡閾 值的持續時間，且被分成治療束IA 5 和治療束IB 534。具有6秒的持續時間的治療束 IA 526被安排成在獲取第一診斷χ光影像502之後被投遞。如果在完成治療束IA 526的 投遞之後立即進行治療束IB 534的投遞，則完成治療束IB 534的投遞將超過影像年齡閾 值。因此，第二診斷χ光影像530被安排成在投遞治療束IB 534之前獲取。第三診斷χ光 影像538被安排成在在安排第二治療束510的投遞要被投遞之前獲取。在獲取第二診斷χ光影像530和第三診斷χ光影像538之前，指示另外的LINAC 重新定位5 和536以重新定位LINAC瞄準治療等中心。該LINAC重新定位5觀、536是用 於確保LINAC不會干擾(例如，阻擋其一部分)診斷χ光影像的預防措施。在一個實施方 式中，知道哪些LINAC位置會干擾χ光成像，且可以結合新的診斷χ光影像的獲取來安排機 械臂的移動以減少總的治療時間。本領域技術人員可以理解，這裡提供的所有時間和持續 時間用於解釋而非限制。在不超出本發明教導的範圍的情況下，可以使用更長或更短的時 間或持續時間。圖5C示出了根據本發明的另一個實施方式的示例性治療方案M0，其在基於10秒 的影像年齡閾值由方法400進行調整之後對應於示例性治療方案500。在圖5C中，第一治 療束506已經被分成具有10秒的持續時間的治療束IA 546和具有2秒的持續時間的治療 束IB 554。在遞送治療束IA 546之後，獲取第二診斷χ光影像550。但是，與圖5B中示出 的示例不同，在圖5C中，在從第二診斷χ光550的時刻起經過10秒之前都可以投遞治療束 IB 5M和第二治療束510。如圖5C所示，治療計劃系統可以如此劃分治療束，以便最小化 所需的診斷χ光影像的數量，這可以減少對患者的總χ光暴露。圖6示出了控制χ光成像時序的方法600的一個實施方式。在一個實施方式中， 由圖2的放射治療系統200或圖3的放射治療系統300來執行方法600。在框605，接收放 射治療方案，其包括預計目標移動、多個放射治療束以及初始χ光成像頻率/周期。初始χ 光成像頻率/周期可以基於影像年齡閾值。在一個實施方式中，χ光成像頻率和χ光成像周 期反映基於影像年齡閾值的目標χ光成像頻率和目標χ光成像周期。一些診斷χ光影像的 實際時序可能導致這些診斷χ光影像在χ光成像周期之前或之後被獲取。因此，診斷χ光 影像的實際時序可以平均到初始χ光成像頻率/周期。例如，如何劃分治療束以及何時安 排診斷χ光影像可以參考圖5A-圖5C。可以使用接收到的治療方案來啟動影像引導放射治療。在框610，獲取目標的診 斷X光影像。該診斷X光影像可以用於計算目標的位置，由此將放射治療束精確地投遞到 目標，更優選地還能避免將放射治療束投遞到附近的敏感結構。可以在獲取目標的X光影 像後投遞一個或多個放射治療束。如果χ光影像的年齡將超過影像年齡閾值，則在再投遞放射治療束之前可以獲取 另外的診斷χ光影像。這可以確保放射治療束準確並精密。在框615，獲取目標的另外的χ 光影像。在框620，成像系統將第一診斷χ光影像與另外的診斷χ光影像進行比較，以追蹤 目標移動。連續影像之間的差異可以用於將患者坐標系登記到治療坐標系，以確保治療束 相對於病理解剖被精確定位。連續影像之間的差異可以使用現有技術中公知的方法來測量(例如，特徵識別、圖案強度匹配等)。在框625，確定目標移動是否在基於預計目標移動的治療容限內。例如，治療方案 可以預期並說明一定量的目標移動。但是，如果連續的診斷χ光影像之間的差異指示目標 移動量與預期或計劃的移動量不同，則需要調整χ光成像頻率以更好地瞄準放射束。因此， 如果目標移動沒有位於治療容限內(例如，如果在時間間隔期間，連續的診斷χ光影像之間 的差異指示的目標移動大於計劃或預期的目標移動)，則該方法轉到框630，且可以增加χ 光成像頻率(也可以減小影像年齡閾值)。例如，可以預期患者的前列腺將以每分鐘Imm的 速率移動，且可以初始設定χ光成像頻率，以便前列腺在連續的診斷χ光影像之間不會移動 超過1mm。但是，如果檢測到前列腺在連續的診斷χ光影像之間移動超過1mm，則可以增加 X光成像頻率以確保前列腺在連續的診斷X光影像之間不會移動超過1mm。如果連續的診 斷χ光影像之間的時間間隔已經被減少了，則響應於比預期目標移動更大的移動可以增加 診斷χ光影像的總數量。在一個實施方式中，如果目標移動近似等於預計的目標移動，則該方法轉到框 660。如果目標移動低於預計的目標移動，則該方法轉到框635，然後可以降低χ光成像頻率 (也可以增加影像年齡閾值)，之後該方法轉到框645。如果連續的診斷χ光影像之間的時 間間隔已經響應於比預期目標移動小的移動而被增加，然後可以減少χ光影像的總數量。在框645，確定具有相同結點和方向的任意放射治療束是否可以被組合，並仍然 在X光成像周期(其可以基於影像年齡閾值)內完成投遞。例如，治療方案可以識別將從 LINAC的指定位置和方向向目標投遞特定劑量的放射物。由於初始χ光成像頻率/周期， 可以在多個治療束中投遞該劑量的放射物，由此在影像年齡閾值之後不會向患者投遞治療 束。一旦已經減小了 χ光成像頻率，就可以組合這些多個治療束中的一些治療束，當仍然滿 足影像年齡閾值。為了提供圖示，如果在參考圖5A-圖5C描述的示例中影像年齡閾值被調 整為12秒，則可以將治療方案520和540修改成與治療方案500相類似。如果治療方案可 以被組合，則該方法轉到框655，否則該方法轉到框660。在框640，確定任意放射治療束是否在χ光成像周期以外完成投遞(超過影像年齡 閾值)。如果放射治療束將不能在X光成像周期內完成投遞，則該方法轉到框650。否則， 該方法轉到框660。在框650，在χ光成像周期以外(超過影像年齡閾值)完成投遞的任意放射治療束 將被劃分成多個放射治療束。例如，如果放射治療束具有比X光成像周期大的持續時間，則 其可以被劃分。在框660，成像系統基於χ光影像或另外的χ光影像來計算目標位置。在框665， 治療系統使用目標位置指引放射治療束。在框670，確定治療是否已完成。如果治療還沒完成，則該方法繼續到框675。如 果治療完成，則該方法結束。在框675，治療系統確定在完成時刻之前，診斷χ光影像的年齡是否將超過影像年 齡閾值。如果診斷X光影像在完成時刻之前將超過影像年齡閾值，則該方法轉到框615，且 可以獲取新的診斷χ光影像。否則，該方法轉到框665，且將另一個放射治療束投遞到患者。在一個實施方式中，不是基於連續的χ光影像來計算目標移動，而是在方法600 中，可以基於檢測到的患者移動來推斷目標移動。該患者移動可以通過收集影像數據的光掃描器、雷射測距儀、RFID系統等來檢測。可替換地，移動檢測裝置可以直接測量目標移 動，但是可以不具有足夠高以出於投遞放射治療束的目的來精確識別目標位置的解析度。 例如，預定檢測裝置可以是獲取目標的超聲波影像的超聲波成像儀。在該實施方式中，在框 615，可以替代地獲取指示目標移動的數據而不是χ光影像，或者除了 χ光影像之外還獲取 指示目標移動的數據。在該實施方式中，框620可以被跳過，且指示目標移動的數據可以用 於確定目標移動的量。圖7A示出了控制χ光成像時序的方法700的另一個實施方式。方法700可以控 制在不同時間獲取的單個診斷X光影像或多個診斷X光影像的時序。當控制多個診斷X光 影像的時序時，該控制可以包括控制X光成像頻率(和X光成像周期)。在一個實施方式 中，方法700由放射治療系統300或放射治療系統200來執行。在框705，獲取目標的診斷χ光影像。在框710，獲取指示目標移動的測量數據(例 如診斷χ光、超聲波傳感器讀出、相機讀出等)。測量數據可以通過使用參照圖3所述的移 動檢測裝置313監控患者來獲取。可替換地，測量數據可以通過成像系統來獲取，其使用連 續的診斷χ光影像的比較和/或當前診斷χ光影像與預處理影像的比較來確定是否發生比 預期目標移動還大的移動。在框715，分析目標移動，並將該目標移動與移動閾值進行比較，該移動閾值可以 是用戶選擇的或預定的。目標移動可以是由於患者突然移動(例如，由於肌肉抽搐、痙攣 (例如，咳嗽、噴嚏、發抖等)、患者自動移動(例如，患者移動的身體)或漸進移動(例如， 膀胱填充或肌肉放鬆))而產生的。這些患者/目標移動可能導致目標的足夠大的移動，使 得放射治療束偏離目標並擊中周圍的健康組織和關鍵結構。如果目標移動超過移動閾值， 則該方法轉到框720，且獲取目標的另外的診斷χ光影像。此外，如果χ光成像頻率用於控 制χ光成像的時序，則可以修改χ光成像頻率以用於解決增加的目標移動。如果目標移動 在目標閾值內，則該方法轉到框725，在框725中，成像系統基於診斷χ光影像和/或另外的 診斷χ光影像來計算目標位置。在框730，治療系統使用該目標位置來執行影像引導治療。圖7B示出了控制χ光成像的方法750的另一個實施方式。方法750可以控制在 不同時間獲取的單個診斷X光影像或多個診斷X光影像的時序。當控制多個診斷X光影像 的時序時，該控制可以包括控制X光成像頻率(和X光成像周期)。在一個實施方式中，方 法750由放射治療系統300或放射治療系統200來執行。在框755，獲取目標的診斷χ光影像。該χ光影像可以是目標的一個或多個2D投 影χ光影像、3D CT影像等。在框760，基於χ光影像計算目標的位置。所計算的位置可以 用於精確確定在哪裡放置放射治療束。在框765，基於所計算的目標位置來開始或恢復放射 治療。在框770，獲取表明目標移動的測量數據。當進行治療時，可以連續或周期性地獲 取表明目標移動的測量數據。可以由超聲波傳感器、光學傳感器(例如，相機)、壓力傳感 器、雷射測距儀、電磁傳感器或能夠提供移動檢測而不會向使用者投遞電離放射物的一些 其它傳感器(例如，X光成像系統以外的傳感器)來獲取測量數據。在一個實施方式中，傳 感器實時獲取測量數據。可替換地，可以以比X光成像所能達到的或期望的更高(可能非 常高)的頻率(由於針對每個X光影像，放射劑量被投遞給患者)來獲取測量數據。在一 個實施方式中，測量數據不提供高的絕對位置精確度。相反地，測量數據可以提供足夠的相對位置精確度以檢測患者移動和/或目標移動。在框775，分析測量數據，以確定或估計目標移動。測量數據可以是對目標移動的 直接測量，或可以是對指示目標移動的外部或內部界標(landmark)的移動的測量。外部界 標的示例包括例如患者的胸或頭。目標移動與指定的移動閾值進行比較，該閾值可以是用 戶選擇的或預定的。如果目標移動超過移動閾值(在指定的治療容限以外)，該方法轉到框 780。如果目標移動沒有超過移動閾值(在指定的治療容限以內)，則該方法轉到框785。在框780，可以暫停放射治療，或者可以在正被投遞給患者的當前放射治療束完成 之後暫停治療。該方法然後返回到框755以獲取新的χ光影像。在框785，系統確定放射治療是否已經完成。當用於一個治療階段的所有放射治療 束都已經被投遞到患者時，放射治療完成。如果放射治療還沒有完成，則該方法轉到框790， 且放射治療通過使用基於上一個χ光影像計算得到的目標位置而繼續進行。該方法然後轉 到框770以繼續獲取表明目標移動的測量數據。如果放射治療已經完成，則該方法結束。獲取的患者的每個診斷χ光影像將患者暴露在一定量的放射物下。診斷χ光影像 暴露給患者的放射物量取決於χ光源的功率水平和用於生成診斷χ光影像的診斷χ光束的 持續時間。在影像引導治療過程中，一般獲取多個診斷χ光影像。因此，影像引導治療(其 可以包括單個治療階段和/或多個治療階段)可能將患者暴露給增加的放射水平。在一個 實施方式中，監控被投遞以及將被投遞給患者的放射物量。如果用於治療的總的放射物暴 露將超出放射暴露閾值，則可以調整治療方案以減小投遞給用戶的總放射物。圖8示出了根據本發明的一個實施方式的監控患者χ光暴露的方法800。每當針 對放射治療方案來修改X光成像頻率或影像年齡閾值時，都可以執行方法800。可替換地， 可以周期性或連續地執行方法800，以確保患者不會暴露在過多的放射物下。在一個實施方 式中，方法800由放射治療系統300或放射治療系統200來執行。在框805，確定患者的當前放射治療暴露。可以基於患者已經接收到的χ光的數量 和每個X光的功率和持續時間(即經由X光成像投遞到患者的劑量)來確定當前放射治療 暴露。在獲取診斷X光影像時，這些值中的每一個值可以被記錄，和/或可以包含在針對患 者的放射治療方案中。在框810，多個期望的將來的診斷X光影像被識別，並可以包括在治 療過程中將被投遞到患者的所有χ光影像。可以在幾天或幾周的周期中進行治療，或可以 在一天中進行治療。將來的χ光影像的數量可以通過分析在放射治療方案中安排的影像的 數量來確定。可替換地，可以基於χ光成像頻率來確定將來的影像的數量。在框815，確定 將來的χ光成像需要投遞的放射物量，其可以基於將來的χ光影像的功率水平和持續時間 來計算。在框820，通過將當前放射物暴露與預計的將來的放射物暴露相加來確定針對患者 的放射物暴露的總量。在框825，將總的預計的患者放射物暴露與放射物暴露閾值進行比 較。如果總的預計的放射物暴露超過放射物暴露閾值，則該方法轉到框830。否則該方法結 束ο在框830，修改針對患者的放射治療方案，以減小將暴露給患者的放射物量。可以 做出以減少放射物暴露的修改的示例是減小成像頻率以限制將投遞給患者的χ光的數量。 在一個實施方式中，設定最大成像頻率。如果醫生嘗試將成像頻率調整到超出最大成像頻 率時，可以警示醫生患者會被暴露給不健康的放射物水平。可替換地，不可能超過最大成像 頻率。對影像治療方案進行修改以減少放射物暴露的另一個示例是減小診斷χ光影像的功率水平。本領域技術人員可以理解，還可以進行其他調整。在框835，顯示預計的和當前的 針對患者的放射物暴露。該方法然後結束。圖9示出了可以用於執行放射治療的系統的一個實施方式，在該系統中可以實施 本發明的特徵。如下所述並如圖9所示，系統900可以包括診斷成像系統905、治療計劃系統910、 治療投遞系統915以及移動檢測系統906。在一個實施方式中，診斷成像系統905和移動檢 測系統906可以組合成一個單元。移動檢測系統906可以是能夠檢測患者移動和/或目標移動的任意系統。例如， 移動檢測系統906可以是計算層析成像(CT)系統、超聲波系統、攝像機等。移動檢測系統 906包括用於檢測患者和/或目標移動的一個或多個傳感器908。例如，攝像機可以包括鏡 頭和用於將入射光轉換成電信號的電荷耦合器件(CCD)陣列。傳感器(或多個傳感器)908可以耦合到數字處理系統912，該數字處理系統912 用於控制移動檢測操作並處理傳感器數據。移動檢測系統906包括用於在數字處理系統 912和傳感器908之間傳輸數據和命令的總線或其它裝置982。數字處理系統912可以包 括一個或多個通用處理器(例如，微處理器)、專用處理器(例如，數位訊號處理器(DSP)) 或其它類型的裝置(例如，控制器或現場可編程門陣列(FPGA))。數字處理系統912還可以 包括其它組件(未示出)，例如存儲器、存儲裝置、網絡適配器等。數字處理系統912可以 計算目標移動。數字處理系統912可以通過數據鏈路984將目標移動傳送到治療投遞系統 915，或通過數據鏈路988將目標移動傳送到診斷成像系統905，該數據鏈路988可以例如是 直接鏈路、區域網(LAN)鏈路或廣域網(WAN)鏈路(例如，網際網路)。此外，在系統之間傳輸 的信息可以被推入或推出連接系統的通信介質(例如，在遠程診斷或治療計劃配置中)。診斷成像系統905可以是能夠產生可以用於後續醫療診斷、治療計劃和/或治療 投遞的患者的醫療診斷影像的任意系統。例如，診斷成像系統905可以是計算層析成像 (CT)系統、磁共振成像(MRI)系統、正電子發射層析成像(PET)系統、超聲波系統等。為了 便於論述，下面多次針對CT χ光成像形態來論述診斷成像系統905。但是，也可以使用例如 如上所述的其它成像形態。在一個實施方式中，診斷成像系統905包括用於生成成像射束(例如，χ光、超聲 波、射頻波等)的成像源920和用於檢測並接收成像源920生成的射束或由來自成像源的 射束激勵的次級射束或次級發射(例如，在MRI或PET掃描中)的成像檢測器930。成像源920和成像檢測器930可以耦合到用於控制成像操作並處理影像數據的數 字處理系統925。在一個實施方式中，診斷成像系統905從移動檢測系統906接收移動數 據，並基於該移動數據來確定何時獲取影像。在另一個實施方式中，診斷成像系統905可以 從治療投遞系統915接收成像命令。診斷成像系統905包括用於在數字處理系統925、成像源920和成像檢測器930 之間傳輸數據和命令的總線或其它裝置980。數字處理系統925可以包括一個或多個通用 處理器(例如，微處理器)、專用處理器(例如，數位訊號處理器(DSP))或其它類型的裝置 (例如，控制器或現場可編程門陣列(FPGA))。數字處理系統925還可以包括其它組件(未 示出)，例如存儲器、存儲裝置、網絡適配器等。數字處理系統925可以被配置成生成標準格 式(例如，DICOM(醫學數字成像和通信)格式)的數字診斷影像。在其它實施方式中，數字處理系統925可以生成其它標準或非標準數字影像格式。數字處理系統925可以將診斷 影像文件(例如，之前所述的DICOM格式的文件)通過數據鏈路983傳送到治療投遞系統 915，該數據鏈路983可以例如是直接鏈路、區域網(LAN)鏈路或廣域網(WAN)鏈路(例如， 網際網路)。此外，在系統之間傳輸的信息可以被推入或推出連接系統的通信介質(例如，在 遠程診斷或治療計劃配置中)。在遠程診斷或治療計劃中，使用者可以使用本發明的實施方 式來診斷或治療患者，儘管在系統使用者和患者之間存在物理分離。治療投遞系統915包括治療和/或外科手術放射源960，以根據治療方案管理給目 標區域的規定的放射劑量。治療投遞系統915還可以包括數字處理系統970，其用於控制放 射源960、接收並處理來自診斷成像系統905和/或移動檢測系統906的數據以及控制例如 治療床975之類的患者支撐裝置。數字處理系統970可以被配置成將從診斷成像系統905 中接收的來自兩個或更多個立體投影的2D放射物照片影像與由診斷成像系統905中的數 字處理系統925生成的數字重構射線照片(DRR)和/或由治療計劃系統910中的處理裝置 940生成的DRR相配準。數字處理系統970可以包括一個或多個通用處理器(例如，微處理 器)、專用處理器(例如，數位訊號處理器(DSP))或其它類型的裝置(例如，控制器或現場 可編程門陣列(FPGA))。數字處理系統970還可以包括其它組件(未示出)，例如存儲器， 存儲裝置、網絡適配器等。在一個實施方式中，數字處理系統970包括系統存儲器，其可以包括耦合到處理 裝置的隨機存取存儲器(RAM)或其它動態存儲裝置，以用於存儲由處理裝置執行的信息和 指令。系統存儲器還可以用於存儲在由處理裝置執行指令期間的臨時變量或其它中間信 息。系統存儲器還可以包括只讀存儲器(ROM)和/或其它靜態存儲裝置，以用於存儲處理 裝置的靜態信息和指令。數字處理系統970還可以包括代表一個或多個存儲裝置(例如，磁碟驅動器或光 盤驅動器)的存儲裝置，以用於存儲信息和指令。存儲裝置可以用於存儲用於執行這裡所 述的治療投遞步驟的指令。數字處理系統970可以通過總線992或其它類型的控制和通信 接口耦合到放射源960和治療床975。數字處理系統970可以實施用於管理診斷χ光成像的時序的方法(例如，上述方 法300至800)，以保持目標與由放射源960投遞的放射治療束的對準。在一個實施方式中，治療投遞系統915包括經由總線992與數字處理系統970連 接的輸入裝置978和顯示器977。顯示器977可以顯示識別目標移動速率(例如，在治療中 目標體積的移動速率)的趨勢數據。顯示器還可以顯示患者的當前放射物暴露和用於患者 的計劃的放射物暴露。輸入裝置978可以使醫生在治療過程中調整治療投遞方案的參數。 例如，醫生可以經由輸入裝置978選擇新的影像年齡閾值或目標移動閾值。治療計劃系統910包括用於生成並修改治療方案的處理裝置940。處理裝置940 可以代表一個或多個通用處理器(例如，微處理器)、專用處理器(例如，數位訊號處理器 (DSP))或其它類型的裝置(例如，控制器或現場可編程門陣列(FPGA))。處理裝置940可 以被配置成執行用於執行這裡所述的治療方案操作的指令。治療計劃系統910還可以包括系統存儲器935，其可以包括通過總線986耦合到處 理裝置940的隨機存取存儲器(RAM)或其它動態存儲裝置，以用於存儲由處理裝置940執 行的信息和指令。系統存儲器935還可以用於存儲在由處理裝置940執行指令期間的臨時變量或其它中間信息。系統存儲器935還可以包括耦合到總線986的只讀存儲器(ROM)和 /或其它靜態存儲裝置，以用於存儲處理裝置940的靜態信息和指令。治療計劃系統910還可以包括耦合到總線986的、代表一個或多個存儲裝置(例 如，磁碟驅動器或光碟驅動器)的存儲裝置945，以用於存儲信息和指令。存儲裝置945可 以用於存儲用於執行這裡所述的治療方案步驟的指令。處理裝置940還可以耦合到顯示裝置950，例如陰極射線管(CRT)顯示器或液晶顯 示器(IXD)，以用於向用戶顯示信息(例如，VOI的2D或3D表示)。輸入裝置955(例如， 鍵盤)可以耦合到處理裝置940，以用於向處理裝置940傳送信息和/或命令選擇。一個或 多個其它用戶輸入裝置(例如，滑鼠、追蹤球或遊標方向鍵)還可以用於傳輸直接信息，以 選擇用於處理裝置940的命令並控制顯示器950上的遊標移動。治療計劃系統910可以與治療投遞系統(例如，治療投遞系統915)共享其資料庫 (例如，存儲在存儲裝置945中的數據)，由此在治療投遞之前不需要從治療計劃系統輸出。 治療計劃系統910可以經由數據鏈路990連結到治療投遞系統915，數據鏈路990可以是直 接鏈路、LAN鏈路或WAN鏈路。應當注意，當數據鏈路983、984以及990被實現為LAN或WAN連接時，診斷成像系 統905、治療計劃系統910、移動檢測系統906和/或治療投遞系統915中的任意一者都可 以處於分散的位置，由此系統在物理位置上可以彼此遠離。可替換地，診斷成像系統905、治 療計劃系統910、移動檢測系統906和/或治療投遞系統915中的任意一者可以彼此被集成 在一個或多個系統中。注意，這裡所述的方法和設備不限於只用於醫療診斷成像和治療。在可替換的實 施方式中，這裡所述的方法和設備可以用於醫療技術領域以外的應用中，例如工業成像和 物質的非破壞性測試(例如，汽車工業中的發動機阻塞、航空工業中的機身、建築工業中的 焊接以及石油工業中的鑽孔)以及地震測量。在這些應用中，例如「治療」一般可以指放射 束的應用。從上述描述中很容易知道，本發明的方面可以至少部分地在軟體中實現。也就是 說，可以在計算機系統或其它數據處理系統中響應於其處理器(例如，數字處理系統970) 執行包含在存儲器中的指令序列而實現這些技術。在多種實施方式中，硬體電路可以與軟 件指令結合使用，以實現本發明。因此，該技術不限於硬體電路和軟體的任意特定組合或不 限於數據處理系統執行的指令的任意特定源。此外，在整個說明書中，各種功能和操作可以 被描述為由軟體代碼執行或引起，以簡化描述。但是，本領域技術人員知道，這些表述的意 思是這些功能是由處理器或控制器(例如，數字處理系統970)執行代碼所產生的。機器可讀介質可以用於存儲軟體和數據，其在由數據處理系統執行時會使該系統 執行本發明的各種方法。該可執行軟體和數據可以存儲在各種位置，包括例如系統存儲器 和存儲裝置或能夠存儲軟體程序和/或數據的任意其它裝置。因此，機器可讀介質包括提供(即存儲和/或傳送)機器(例如，計算機、網絡裝 置、個人數字助理、製造工具、具有一個或多個處理器組的任意裝置等)可獲取形式的信息 的任何機制。例如，機器可讀介質包括可記錄/不可記錄介質(例如，只讀存儲器(ROM)； 隨機存取存儲器(RAM)；磁碟存儲介質；光存儲介質；快閃記憶體裝置等)和電、光、聲或其它形式 的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數位訊號等)等。
注意，這裡所述的方法和設備不限於只用於醫療診斷成像和治療。在可替換的實 施方式中，這裡所述的方法和設備可以用於醫療技術領域以外的應用，例如工業成像和材 料的非破壞性測試。在這些應用中，例如「治療」一般可以指治療計劃系統控制的操作的實 行，例如波束的應用(例如，射線、聲音等)，且「目標」可以指非解剖學物體或領域。一些實施方式可以被實施為電腦程式產品，其可以包括存儲在計算機可讀介質 上的指令。這些指令可以用於對通用或專用處理器進行編程，以執行所述的操作。計算機 可讀介質包括用於存儲或傳送計算機可讀形式的信息(例如，軟體、處理應用程式)的任 意機制。計算機可讀介質可以包括但不限於磁存儲介質(例如，軟盤)；光存儲介質(例如 CD-ROM)；磁光存儲介質；只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器(RAM)；可擦除可編程存儲器 (例如，EPROM和EEPR0M)；快閃記憶體；或適用於存儲電指令的另一種介質。此外，一些實施方式可以在分布式計算環境中被實施，在該分布式計算環境中，計 算機可讀介質被存儲在多個計算機系統上和/或由多個計算機系統執行。此外，在計算機 系統之間傳輸的信息可以被推入或推出到連接計算機系統的通信介質。雖然這裡的方法的操作以特定的順序來顯示並描述，但是每種方法的操作的順序 可以被改變，由此一些操作可以逆序執行或一些操作可以至少部分地與其它操作同時被執 行。在另一個實施方式中，不同操作的指令或子操作可以是間斷的方式和/或交替的方式。在前述描述中，參照具體示例性實施方式描述了本發明。但是應當理解，在不背離 權利要求中提出的本發明的較寬實質和範圍的情況下，可以做出各種修改和改變。因此，說 明書和附圖被視為是示意性而非限制性的。
權利要求
1.一種由被編程為執行以下步驟的計算系統實施的成像方法，該方法包括 獲取指示目標移動的測量數據；以及基於該目標移動來確定一個或多個X光影像的時序。
2.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括 基於所述一個或多個χ光影像計算所述目標的位置。
3.根據權利要求2所述的方法，該方法還包括 使用所述目標的所述位置來引導放射治療束。
4.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括 確定所述目標移動是否在治療容限內；以及如果該目標移動沒有在所述治療容限內，則生成所述目標的χ光影像。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述測量數據包括之前的χ光影像。
6.根據權利要求5所述的方法，該方法還包括 計算放射治療束的完成時間；將之前的χ光影像的年齡與所述完成時間進行比較；以及如果所述之前的χ光影像的年齡在所述完成時間之前將超過影像年齡閾值，則在投遞 所述放射治療束之前獲取新的X光影像。
7.根據權利要求5所述的方法，該方法還包括將所述之前的χ光影像與另一個影像進行比較，以追蹤所述目標移動；以及 經由顯示器視覺地顯示所述目標移動。
8.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括 基於所述目標移動來指定影像年齡閾值；以及 基於所述影像年齡閾值建立χ光成像頻率。
9.根據權利要求8所述的方法，該方法還包括當所述目標移動高於閾值時增加所述χ光成像頻率。
10.根據權利要求8所述的方法，該方法還包括當所述目標移動低於閾值時減小所述χ光成像頻率。
11.根據權利要求8所述的方法，該方法還包括將放射治療束分成多個放射治療束，其中完成所述放射治療束的投遞超出所述影像年 齡閾值。
12.根據權利要求8所述的方法，該方法還包括將多個放射治療束組合成單個放射治療束，其中該單個放射治療束的投遞在所述影像 年齡閾值時完成或在所述影像年齡閾值之前完成。
13.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括當檢測到所述目標移動在閾值以上時，獲取所述一個或多個χ光影像。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，所述測量數據包括患者的超聲波測量數據或外 部成像數據中的至少一者。
15.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括在對患者進行治療之前，確定包括多個放射治療束的治療方案； 接收對初始影像年齡閾值的選擇；確定完成至少一個放射治療束的投遞超過所述初始影像年齡閾值；以及 通過將所述至少一個放射治療束劃分成兩個或更多個放射治療束來修改所述治療方 案，其中，所述兩個或更多個放射治療束中的每一個治療束的投遞都將在所述初始影像年 齡閾值時完成或在所述初始影像年齡閾值之前完成。
16.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括響應於所述目標移動，調整在影像引導治療期間獲取的χ光影像的總數量。
17.一種治療系統，該治療系統包括成像設備，該成像設備包括用於生成一個或多個χ光影像的χ光源； 移動檢測設備，該移動檢測設備用於獲取指示目標移動的測量數據；以及 與所述成像設備和所述移動檢測設備耦合的處理裝置，其中，該處理裝置被配置成基 於所述目標移動來確定所述一個或多個χ光影像的時序。
18.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 基於所述一個或多個χ光影像計算所述目標的位置。
19.根據權利要求18所述的治療系統，該治療系統還包括放射投遞系統，該放射投遞系統用於將放射治療束投遞給患者； 其中，所述處理裝置還被配置成使用所述目標的所述位置來引導放射治療束。
20.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 確定所述目標移動是否在治療容限內；以及如果所述目標移動沒有在所述治療容限內，則使所述成像設備生成所述目標的χ光影像。
21.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述移動檢測設備和所述成像設備是單 個系統，且其中測量數據包括之前的χ光影像。
22.根據權利要求21所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 計算放射治療束的完成時間；將之前的χ光影像的年齡與所述完成時間進行比較；以及如果之前的χ光影像的年齡在所述完成時間之前將超過影像年齡閾值，則在投遞所述 放射治療束之前獲取新的χ光影像。
23.根據權利要求21所述的治療系統，該治療系統還包括 顯不器；其中，所述處理裝置還被配置成將所述之前的χ光影像與另一個影像進行比較以追蹤 所述目標移動，並經由所述顯示器視覺地顯示所述目標移動。
24.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 基於所述目標移動來指定影像年齡閾值；以及基於所述影像年齡閾值建立χ光成像頻率。
25.根據權利要求M所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 當所述目標移動在閾值之上時，增加所述χ光成像頻率。
26.根據權利要求M所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行 當所述目標移動在閾值之下時減小所述χ光成像頻率。
27.根據權利要求M所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行將放射治療束分成多個放射治療束，其中，完成所述放射治療束的投遞超過所述影像 年齡閾值。
28.根據權利要求M所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行將多個放射治療束組合成單個放射治療束，其中，該單個放射治療束的投遞在所述影 像年齡閾值處完成或在所述影像年齡閾值之前完成。
29.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行當檢測到所述目標移動高於閾值時，獲取一個或多個χ光影像。
30.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述移動檢測設備是超聲波成像設備，所 述測量數據時超聲波測量數據。
31.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述移動檢測設備是光學追蹤系統，所述 測量數據通過對放置在患者上的標記的光學追蹤或對患者表面的光學追蹤中的至少一者 而被生成。
32.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述移動檢測設備包括雷射測距儀，所述 測量數據表示在所述患者表面與該雷射測距儀之間的距離。
33.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行在對患者進行治療之前，確定包括多個放射治療束的治療方案；接收對初始影像年齡閾值的選擇；確定完成至少一個放射治療束的投遞超出所述初始影像年齡閾值；以及通過將所述至少一個放射治療束劃分成兩個或更多個放射治療束來修改所述治療方 案，其中所述兩個或更多個放射治療束中的每一個治療束的投遞都在所述初始影像年齡閾 值處完成或在所述初始影像年齡閾值之前完成。
34.根據權利要求17所述的治療系統，其中，所述處理裝置還被配置成執行響應於所述目標移動，調整在影像引導治療期間獲取的χ光影像的總數量。
全文摘要
影像引導治療被執行以治療目標。為了執行影像引導治療，指示目標移動的測量數據被獲取。基於該測量數據來確定一個或多個x光影像的時序。使用目標的位置對目標實施治療。
文檔編號A61B5/05GK102149321SQ200980135351
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月11日 優先權日2008年9月12日
發明者Jr·C·R·毛雷爾, M·A·科爾, S·薩耶赫 申請人:艾可瑞公司