CN111194183B - 一种放疗设备及其控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种放疗设备及其控制方法和装置，可以更好的对病患的待治疗部位准确定位，提高放疗的精度和效果。该放疗设备包括：可绕中心轴旋转的旋转机架(11、41、51)和多能成像装置(12、42、52)；多能成像装置(12、42、52)包括成像源(13、15、16、43、53)和成像器(14、44、54)；成像源(13、15、16、43、53)和成像器(14、44、54)正对设置在旋转机架(11、41、51)上；成像源(13、15、16、43、53)用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；成像器(14、44、54)用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。

Description

一种放疗设备及其控制方法和装置
技术领域
本发明涉及放射治疗领域，尤其涉及一种放疗设备及其控制方法和装置。
背景技术
在现代社会，图像引导放射治疗(Image Guided Radiation Therapy，IGRT)技术是在分次治疗摆位时和/或治疗中采集图像，利用这些图像引导此次治疗和/或后续分次治疗。在每次分次治疗过程中，通过成像装置获取摆位后患者的图像，将该图像与治疗计划系统中的参考图像(如通过计算机断层扫描(Computer Tomography，CT)获取的数字重建射线图像(Digitally Reconstrured Radiography，DRR))进行融合配准，得到摆位误差，再根据摆位误差对患者靶区位置进行调整，以实现对患者靶区的精确治疗。
目前的IGRT系统中的放射治疗设备仅能产生单一能量级X射线进行成像。对于高能量级(100KV-6MV)的X射线，其穿透能力较强，对骨骼等密度较大的目标能够形成较清晰的图像，而对于软组织等密度较小的目标，成像效果较差。相反，对于低能量级(50-100KV)的X射线，其穿透能力较弱，对于软组织等密度较小的目标能够形成较清晰的图像。所以，目前的放射治疗设备不能很好的满足在放射治疗过程中患者不同身体组织对于X射线成像的不同需求，容易导致放射治疗过程中对病患的待治疗部位的定位不准确，影响放射治疗的精度和效果。
发明内容
本发明的实施例提供一种放疗设备及其控制方法和装置，用于很好的满足在放射治疗过程中病患不同身体组织对于X射线成像的不同需求，可以更好的对病患的待治疗部位准确定位，提高放射治疗的精度和效果。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种放疗设备，包括：可绕中心轴旋转的旋转机架和多能成像装置；多能成像装置包括成像源和成像器；成像源和成像器正对设置在旋转机架上；成像源用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；成像器用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。
第二方面，提供一种如第一方面提供的放疗设备的控制方法，包括：控制所述成像源结合所述成像器获取目标X射线图像；将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。
第三方面，提供一种如第一方面提供的放疗设备的控制装置，包括：控制模块、处理模块、配准模块和存储模块；控制模块，用于控制成像源结合成像器获取目标X射线图像；配准模块，用于将控制模块获取的目标X射线图像和存储模块预存的基准图像进行配准；处理模块，用于根据配准模块对目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。
第四方面，提供一种如第一方面提供的放疗设备的控制装置，包括：存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接；当放疗设备的控制装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使放疗设备的控制装置执行如第二方面提供的放疗设备的控制方法。
本发明实施例提供的放疗设备及其控制方法和装置，因为该放疗设备包括：可绕中心轴旋转的旋转机架和多能成像装置；多能成像装置包括成像源和成像器；成像源和成像器正对设置在旋转机架上；成像源用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；成像器用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。所以在需要对病患的待治疗部位进行定位时，可以控制成像源和成像器配合生成目标X射线图像；再将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；最后根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。获取到待治疗部位的位置偏差后，便可以根据该位置偏差确定当前待治疗部位相对于治疗床的位置，从而决定后续是否要调整治疗床以改变病患的位置，使得放射治疗可以顺利进行。本发明实施例提供的技术方案中，使用的成像源可以产生多种能量级的X射线，从而可以生成多种不同能量级的X射线图像，可以满足放射治疗时病患任意身体组织的X射线成像需求，从而在放射治疗过程中可以形成满足定位需求(例如放射治疗前的摆位和放射治疗过程中治疗计划的微调更新)的任意待治疗部位的X射线图像，提高放射治疗的效率和精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种放疗设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种成像源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种成像源的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种放疗设备的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种放疗设备的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种放疗设备的控制方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种放疗设备的控制装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种放疗设备的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
还需要说明的是，本发明实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
现有的放疗设备使用单一的X射线进行成像，只能生成相应能量级的X射线图像，不能满足放射治疗时病患不同身体组织对X射线成像的不同需求，导致放射治疗时利用X射线图像进行的定位不够准确，影响放射治疗的效果和精度。
针对上述问题，参照图1所示，本发明实施例提供一种放疗设备，包括：可绕中心轴旋转的旋转机架11和多能成像装置12；多能成像装置包括成像源13和成像器14；
成像源13和成像器14正对设置在旋转机架11上；参照图1所示，在实际中的放疗设备中，设置在旋转机架11上的成像源13和成像器14只要保证正对，使得成像源13发出的X射线可以被成像器14接收到即可；
成像源13用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；示例性的，病患的待治疗部位可以是处在旋转机架的中心轴处；示例性的，至少两种能量级的X射线至少包括一种千伏级的X射线和一种兆伏级的X射线；
成像器14用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。
可选的，旋转机架可以为环形机架也可以为C形机架。
上述实施例提供的放疗设备，在需要对病患的待治疗部位进行定位时，可以控制成像源和成像器配合生成目标X射线图像；再将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；最后根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。获取到待治疗部位的位置偏差后，便可以根据该位置偏差确定当前待治疗部位相对于治疗床的位置，从而决定后续是否要调整治疗床以改变病患的位置，使得放射治疗可以顺利进行。本发明实施例提供的技术方案中，使用的成像源可以产生多种能量级的X射线，从而可以生成多种不同能量级的X射线图像，可以满足放射治疗时病患任意身体组织的X射线成像需求，从而在放射治疗过程中可以形成满足定位需求(例如放射治疗前的摆位和放射治疗过程中治疗计划的微调更新)的任意待治疗部位的X射线图像，提高放射治疗的效率和精准度。
为了能够实现上述实施例提供的放疗设备中成像源可以发射出不同能量级的X射线的目的，本发明实施例提供如下四种具体实施例进行说明。
实施例一、参照图2所示，本发明实施例提供一种放疗设备中的成像源15，放疗设备中其余部件可参照图1及其对应表述，该成像源15为切换靶式成像源，切换靶式成像源为通过切换电子产生靶以产生不同能量级的X射线的成像源，射线产生靶用于在电子的轰击下产生X射线，包括：电子发射电源151、电子发射装置152、射线产生靶153、射线产生靶切换装置154和电子加速电源155；至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线；射线产生靶153包括至少两个子射线产生靶，至少两个子射线产生靶153至少包括：第一子射线产生靶1531和第二子射线产生靶1532；电子发射电源151用于给电子发射装置152供电以使电子发射装置152发射电子至预定位置；射线产生靶切换装置154用于切换第一子射线产生靶1531和第子二射线产生靶1532的位置，以切换位于预定位置的子射线产生靶；
电子加速电源155用于在电子发射装置152和预定位置之间产生加速电场，以加速电子发射装置152发射的电子；
当第一子射线产生靶1531位于预定位置时，第一子射线产生靶1531用于接收电子发射装置152发射电子并产生第一能量级X射线；当第二子射线产生靶1532位于预定位置时，第二子射线产生靶1532用于接收电子发射装置152发射电子并产生第二能量级X射线。
示例性的，上述实施例一中的第一子射线产生靶和第二子射线产生靶可以由钨、钼、铜、碳或合金构成，两者的具体成分不同即可；需要说明的是，上述实施例提供的成像源依据实际情况可以存在多个子射线产生靶，以产生更多能量级的X射线。
示例性的，上述实施例一中的第一能量级X射线为低能量级(50-100KV)X射线，第二能量级X射线为高能量级(100KV-6MV)X射线；具体的，上述实施例一中子射线产生靶的组成和数量将决定成像源能够提供的X射线的能量级和种类数。
示例性的，上述实施例一中的电子发射电源为低压电源(5-10V)，电子发射装置可以由任一种发热会发射电子的物质(例如钨丝)组成。
示例性的，上述实施例一中的射线产生靶切换装置可以为抽屉式的，通过推拉带动第一子射线产生靶和第二子射线产生靶切换，也可以是旋转式的，通过旋转带动第一子射线产生靶和第二子射线产生靶切换，任一方式的射线产生靶切换装置可以是自动的，也可以是手动的。
实施例一提供的成像源因为其中存在多个可以互相切换的子射线产生靶，所以能够产生多种不同能量级的X射线，满足需要多种能量级X射线的放疗设备的需求。
实施例二、参照图3所示，本发明实施例提供一种放疗设备中的成像源16，放疗设备中其余部件可参照图1及其对应表述，该成像源16为切换电压式成像源，切换电压式成像源为通过切换待加速电子的加速电压以产生不同能量级的X射线的成像源，待加速电子用于在经过加速电压加速后轰击射线产生靶以使射线产生靶产生X射线，包括：电子发射电源161、电子发射装置162、射线产生靶163、电子加速电源164和电压切换装置165；电子加速电源164可提供的电压包括至少两个加速电压，至少两个加速电压至少包括：第一加速电压和第二加速电压；至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线；电子发射电源161用于给电子发射装置162供电以使电子发射装置162发射电子至射线产生靶163；电子加速电源164用于使用自身提供的加速电压在电子发射装置162和射线产生靶163之间产生加速电场，以加速电子发射装置162发射的电子；电压切换装置165用于切换电子加速电源164提供的加速电压。
当电子加速电源164使用第一加速电压在电子发射装置162和射线产生靶163之间产生加速电场时，射线产生靶163用于接收电子发射装置162发射电子并产生第一能量级X射线；当电子加速电源164使用第二加速电压在电子发射装置162和射线产生靶163之间产生加速电场时，射线产生靶163用于接收电子发射装置162发射电子并产生第二能量级X射线。
示例性的，实施例二中射线产生靶可以只为一个，也可以为实施例一种所述的多个子射线产生靶，在存在多个子射线产生靶的同时需要配备有射线产生靶切换装置，在存在有多个子射线产生靶的时候，成像源可以产生m*n种能量级的X射线，其中，m为电子加速电源可提供的不同电压的个数，n为子射线产生靶的个数，所以本实施例中仅为一种示例性表述，不对除电子加速电源以外的装置做具体限制。
示例性的，上述实施例二中的电子发射电源为低压电源(5-10V)，电子发射装置可以由任一种发热会发射电子的物质(例如钨丝)组成。
示例性的，实施例二中的电压切换装置和电子加速电源组成起来可以为可变电压源(切换方式可为自动切换或手动切换)，此处并不对电压切换装置做具体限制。
示例性的，上述实施例二中的第一能量级X射线为低能量级(50-100KV)X射线，第二能量级X射线为高能量级(100KV-6MV)X射线；具体的，上述实施例二中电子加速电源可提供电压的大小和个数将决定成像源能够提供的X射线的能量级和种类数。
实施例二提供的成像源通过电子电压源提供不同的加速电压改变轰击射线产生靶的电子速度从而使得成像源可以产生不同能量级的X射线，满足需要多种能量级X射线的放疗设备的需求。
需要说明的是，在实施例一和/或实施例二的基础上，实际中可以将射线产生靶切换装置和/或电压切换装置与放疗设备的旋转机架相连接(包括有线连接和无线连接)，从而使得，参照图1所示的放疗设备的旋转机架旋转预设角度时，成像源产生的X射线产生改变；至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线。
预设角度包括至少两个预设子角度，至少两个预设子角度至少包括：第一预设子角度和第二预设子角度；示例性的，预设角度为180度，其中，第一预设角度为0度，第二预设角度为180度；但存在多个预设子角度时，具体设置情况可以根据实际情况而定，此处不做具体限制；当旋转机架旋转第一预设子角度时，成像源产生第一能量级X射线；当旋转机架旋转第二预设子角度时，成像源产生第二能量级X射线。示例性的，旋转机架旋转至0度时，成像源产生第一能量级X射线，旋转机架旋转180度，即旋转机架旋转至180度时，成像源产生第二能量级X射线，旋转机架再旋转180度，即旋转机架旋转至0度时，成像源产生第一能量级X射线，如此反复。其中，第一预设子角度和第二预设子角度可以重合相同，也可以不重合不相同，此处不对此作具体限制。
实施例三、参照图4所示，本发明实施例提供一种放疗设备，包括：可绕中心轴旋转的旋转机架41、多能成像装置42和成像源控制装置45；多能成像装置包括成像源43和成像器44；成像源43和成像器44正对设置在旋转机架41上；参照图4所示，在实际中的放疗设备中，设置在旋转机架41上的成像源43和成像器44只要保证正对，使得成像源43发出的X射线可以被成像器44接收到即可；成像源43包括至少两个子成像源，至少两个子成像源至少包括：第一子成像源431和第二子成像源432；成像源43用于产生至少两种能量级的X射线，至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线，第一子成像源431用于产生第一能量级X射线，第二子成像源432用于产生第二能量级X射线；成像源控制装置45用于控制切换发射穿过病患的待治疗部位的X射线的子成像源；成像器44用于接收穿过待治疗部位的目标能量级X射线并根据目标能量级X射线生成待治疗部位的目标能量级X射线图像。
需要说明的是，成像源控制装置控制子成像源进行切换时，并不对其控制的子成像源的数量做限制，当该放疗设备同一时间只有一个子成像源发射X射线时，该成像源控制装置可以每一次切换一个子成像源，当该放疗设备同一时间可以有多个子成像源发射X射线时，该成像源控制装置可以每一次切换一个或多个子成像源，具体情况依据实际而定。
示例性的，上述实施例三中的第一能量级X射线为低能量级(50-100KV)X射线，第二能量级X射线为高能量级(100KV-6MV)X射线；具体的，上述实施例三中子成像源的数量以及种类将决定成像源能够提供的X射线的能量级和种类数。
示例性的，上述实施例三中的成像源控制装置可以是机械控制装置也可以是软件控制装置；当为机械控制装置时可以为另设装置也可以复用旋转机架，旋转机架旋转一定角度即可切换子成像源。
需要说明的是，上述实施例三中的各个子成像源的结构可以参照实施例一和实施例二中的表述，可以自由组合，此处不再赘述，只需要保证两个子成像源可以产生不同能量级的X射线即可。
实施例三提供的放疗设备，通过设置可以产生不同能量级X射线的不同子成像源，从而使得放疗设备在工作时可以使用不同能量等级的X射线照射病患的待治疗部位得到不同能量等级的X射线图像，从而可以根据获得X射线图像以及运存的基准图像配准后获取位置偏差，而后便可以根据位置偏差对病患的位置或治疗计划进行调整，提高放射治疗的效率和效果。
实施例四、为了更节省放射治疗过程中的时间，提高放射治疗效率，参照图5所示，本发明实施例提供一种放疗设备，包括：可绕中心轴旋转的旋转机架51和多能成像装置52；多能成像装置包括成像源53和成像器54；成像源53包括至少两个子成像源，至少两个子成像源至少包括：第一子成像源531和第二子成像源532；成像器54包括至少两个子成像器，至少两个子成像器至少包括：第一子成像器541和第二子成像器542；成像源53用于产生至少两种能量级的X射线，至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线，第一子成像源531用于产生第一能量级X射线，第二子成像源532用于产生第二能量级X射线；第一子成像源531和第一子成像器541正对设置在旋转机架51上，第二子成像源532和第二子成像器542正对设置在旋转机架51上；第一子成像源531在旋转机架51的设置位置和第一子成像器541在旋转机架51上的设置位置的连线与第二子成像源532在旋转机架51的设置位置和第二子成像器542在旋转机架51上的设置位置的连线相交；示例性的，可以为正交，实际中此种成像方式则为正交双平板成像；第一子成像源531用于产生第一能量级X射线，并发射第一能量级X射线在穿过待治疗部位后照射在第一子成像器541上，以使第一子成像器541根据第一能量级X射线生成待治疗部位的第一能量级X射线图像；第二子成像源532用于产生第二能量级X射线，并发射第二能量级X射线在穿过待治疗部位后照射在第二子成像器542上，以使第二子成像器542根据第二能量级X射线生成待治疗部位的第二能量级X射线图像。
需要说明的是，实施例四中的成像源和旋转机架的设置均可参照实施例一、实施例二和实施例三中的各项设置，四种实施例可以自由组合，此处不做具体限制。
示例性的，上述实施例四中的第一能量级X射线为低能量级(50-100KV)X射线，第二能量级X射线为高能量级(100KV-6MV)X射线；具体的，上述实施例四中子成像源的数量以及种类将决定成像源能够提供的X射线的能量级和种类数。
实施例四中提供的放疗设备，通过在机架上设置多对正对的子成像源和自成像器，可以使得放疗设备在需要进行X射线成像时，同时生成多种能量级X射线对应的X射线图像，相较于实施例一、实施例二和实施例三提供的技术方案而言，在获取不同能量级的X射线图像的效率更高，从而最终提高的放射治疗的效率也更大。
示例性的，上述各个实施例中的成像器包括至少包括：第一子成像器和第二子成像器；至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线；第一子成像器用于接收穿过待治疗部位的第一能量级X射线并根据第一能量级X射线生成待治疗部位的第一能量级X射线图像；第二子成像器用于接收穿过待治疗部位的第二能量级X射线并根据第二能量级X射线生成待治疗部位的第二能量级X射线图像。
具体的，其中，第一子成像器接收第一能量级X射线并沉积能量释放出可见光，再将该光信号转换成电信号，没有和第一子成像器发生作用的第二能量级X射线被第二子成像器吸收，释放出可见光并被转换为电信号，从而分别产生第一能量级X射线图像和第二能量级X射线图像。
综上可得，本发明实施例提供的放疗设备，因为该放疗设备包括：可绕中心轴旋转的旋转机架和多能成像装置；多能成像装置包括成像源和成像器；成像源和成像器正对设置在旋转机架上；成像源用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；成像器用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。所以在需要对病患的待治疗部位进行定位时，可以控制成像源和成像器配合生成目标X射线图像；再将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；最后根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。获取到待治疗部位的位置偏差后，便可以根据该位置偏差确定当前待治疗部位相对于治疗床的位置，从而决定后续是否要调整治疗床以改变病患的位置，使得放射治疗可以顺利进行。本发明实施例提供的技术方案中，使用的成像源可以产生多种能量级的X射线，从而可以生成多种不同能量级的X射线图像，可以满足放射治疗时病患任意身体组织的X射线成像需求，从而在放射治疗过程中可以形成满足定位需求(例如放射治疗前的摆位和放射治疗过程中治疗计划的微调更新)的任意待治疗部位的X射线图像，提高放射治疗的效率和精准度。
参照图6所示，本发明实施例还提供一种放疗设备的控制方法，包括：
601、控制成像源结合成像器获取目标X射线图像。
这里，目标X射线图像可为所述待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像中的至少一个图像。
因为实际中可以是先控制成像源发射至少两种能量级的X射线穿过待治疗部位，以使成像器生成至少两种能量级的X射线图像，然后根据待治疗部位的信息从至少两种能量级的X摄像图像中选取需要的目标X射线图像；也可以是先根据待治疗部位的信息确定发射源需要发射的X射线的能量级为目标能量级，然后控制成像源发射目标能量级的X射线穿过待治疗部位，以使成像器生成目标X射线图像。
另外，实际中在获取X射线时，为了保证后续的基准图像配准结果更加准确，需要每一种能量级(或目标能量级)的X射线都获取至少两种不同成像角度下的X射线图像，所以在601步骤中在控制成像源发射至少预设X射线(预设X射线为至少两个能量级的X射线或目标能量级的X射线)穿过病患的待治疗部位时包括：控制旋转机架旋转至少两个不同的成像角度，以使成像器根据每一种能量级(或目标能量级)的X射线生成的X射线图像中均存在至少两个分别对应不同的成像角度的X射线图像。
602、将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准。
需要说明的是，目标X射线图像为二维图像时，基准图像一般为由CT(ComputedTomography，即电子计算机断层扫描)图像生成的DRR(Digitally ReconstructuredRadiograph，数字重建放射影像)图像；而当基准图像(可以为DRR图像、CT图像或其他图像)为三维图像时，实际中在603步骤中会多进行一步图像重建从而使得获取到的目标X射线图像重建为三维图像，然后将重建后的目标X射线图像的矢状面、冠状面和横断面分别与基准图像的矢状面、冠状面和横断面进行配准；示例性的，因为实际中获取的目标X射线图像会存在多幅，每一幅中最清晰的部分不同，所以为了保证配准结果更为准确，602步骤包括：
6021、对目标X射线图像中不同的目标X射线图像进行处理。
示例性的，这里所说的处理是指将不同的目标X射线图像进行融合重建以获取重建目标X射线图像，重建过程可以改变目标X射线图像的维数，也可以不改变目标X射线图像的维数，具体情况依据时机而定。
6022、将处理后的目标X射线图像和基准图像进行配准。
603、根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。
可选的，当放疗设备用于病患治疗前时，需要对变换的待治疗部位进行摆位固定，此时本发明实施例获取的位置偏差包括摆位误差；该控制方法还包括：
6041、根据位置偏差控制放疗设备调整病患的位置。
示例性的，可以是调整治疗床来调整病患位置，也可以是调整其他设备达到调整病患位置的目的。
可选的，当放疗设备用于病患治疗中时，因为患者的待治疗部位中的肿瘤可能会随着病患的生理活动或不经意的活动导致位置产生变化，此时本发明实施例获取的位置偏差包括待治疗部位中肿瘤的位置偏差；该控制方法还包括：
60421、判断肿瘤的位置偏差是否等于零或者是否在预设偏差范围内。
当确定肿瘤的位置偏差不等于零或在预设偏差范围时，执行60622。预设偏差范围为相对于0的偏差范围，例如[-0.1mm,+0.1mm]。
60422、根据目标X射线图像进行偏差校正。
示例性的，偏差校正可以是调整病患的位置、调整治疗区域(例如加速器)或者更新预存的治疗计划，其中治疗计划可以包括治疗床在放射治疗过程中的移动以及放疗设备中X射线能量级在治疗过程中的的切换改变具体时刻。
本发明实施例提供的放疗设备的控制方法，在需要对病患的待治疗部位进行定位时，可以控制成像源和成像器配合生成目标X射线图像；再将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；最后根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。获取到待治疗部位的位置偏差后，便可以根据该位置偏差确定当前待治疗部位相对于治疗床的位置，从而决定后续是否要调整治疗床以改变病患的位置，使得放射治疗可以顺利进行。本发明实施例提供的技术方案中，使用的成像源可以产生多种能量级的X射线，从而可以生成多种不同能量级的X射线图像，可以满足放射治疗时病患任意身体组织的X射线成像需求，从而在放射治疗过程中可以形成满足定位需求(例如放射治疗前的摆位和放射治疗过程中治疗计划的微调更新)的任意待治疗部位的X射线图像，提高放射治疗的效率和精准度。
为了更好的实施例上述实施例提供的放疗设备的控制方法，参照图7所示，本发明实施例还提供一种放疗设备的控制装置01，该控制装置与放疗设备02相连接(包括有线连接和无线连接)，该控制装置01包括：
控制模块71、处理模块72、配准模块73和存储模块74；
控制模块71，用于控制成像源结合成像器获取目标X射线图像；
配准模块73，用于将控制模块71获取的目标X射线图像和存储模块74预存的基准图像进行配准；
处理模块72，用于根据配准模块73对目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。
可选的，控制模块71具体用于：控制成像源发射至少两个能量级的X射线穿过病患的待治疗部位，以使成像器根据穿过待治疗部位的至少两个能量级的X射线生成至少两个能量级的X射线图像；根据存储模块74预存的待治疗部位的信息从至少两个能量级的X射线图像中选取目标X射线图像；
或者，
根据存储模块74预存的待治疗部位的信息从成像源可产生的至少两种能量级的X射线中选取目标能量级的X射线；控制成像源发射目标能量级的X射线，以使成像器根据穿过待治疗部位的目标能量级的X射线生成目标X射线图像。
可选的，控制模块71在控制成像源发射预设X射线穿过病患的待治疗部位时还用于：控制旋转机架旋转至少两个不同的成像角度，以使成像器根据每一种能量级的X射线生成的X射线图像中均存在至少两个分别对应不同的成像角度的X射线图像；预设X射线为至少两个能量级的X射线或目标能量级的X射线。
可选的，当放疗设备用于病患治疗前时，位置偏差包括摆位误差；则处理模块72在获取位置偏差后，还用于根据位置偏差控制放疗设备调整病患的位置；当放疗设备用于病患治疗中时，位置偏差包括待治疗部位中肿瘤的位置偏差；则处理模块72在获取位置偏置后，还用于在确定肿瘤的位置偏差不等于零或在预设偏差范围内时，根据目标X射线图像进行偏差校正；偏差校正可以是调整病患的位置、调整治疗区域(例如加速器)或者更新存储模块74预存的治疗计划。
可选的，配准模块73具体用于：对控制模块71获取的目标X射线图像中不同的目标X射线图像进行融合处理；将处理后的目标X射线图像和存储模块74预存的基准图像进行配准。
可选的，当控制模块71获取的目标X射线图像和存储模块74存储的基准图像均为三维图像时，配准模块73具体用于：将控制模块71获取的目标X射线图像的矢状面、冠状面和横断面分别与存储模块74预存的基准图像的矢状面、冠状面和横断面进行配准。
上述实施例提供的放疗设备的控制装置中各个模块的有益效果或存在理由均可参照前述实施例提供的放疗设备的控制方法中表述，此处不再赘述。
参照图8所示，本发明实施例还提供另一种放疗设备的控制装置，包括：存储器81、处理器82(82-1和82-2)、总线83和通信接口84；存储器81用于存储计算机执行指令，处理器82与存储器81通过总线83连接；当放疗设备的控制装置运行时，处理器82执行存储器81存储的计算机执行指令，以使放疗设备的控制装置执行上述实施例提供的放疗设备的控制方法。
在具体的实现中，作为一种实施例，处理器82(82-1和82-2)可以包括一个或多个CPU，例如图8中所示的CPU0和CPU1。且，作为一种实施例，放疗设备的控制装置可以包括多个处理器82，例如图8中所示的处理器82-1和处理器82-2。这些处理器82中的每一个可以是一个单核处理器(Single-CPU)，也可以是一个多核处理器(Multi-CPU)。这里的处理器82可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
存储器81可以是只读存储器81(Read-Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器81可以是独立存在，通过总线83与处理器82相连接。存储器81也可以和处理器82集成在一起。
在具体的实现中，存储器81，用于存储本申请中的数据和执行本申请的软件程序对应的计算机执行指令。处理器82可以通过运行或执行存储在存储器81内的软件程序，以及调用存储在存储器81内的数据，执行放疗设备的控制装置的各种功能。
通信接口84，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如控制系统、无线接入网(Radio Access Network，RAN)，无线局域网(Wireless Local AreaNetworks，WLAN)等。通信接口84可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。
总线83，可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该总线83可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
综上所述，本发明实施例提供的放疗设备及其控制方法和装置，因为该放疗设备包括：可绕中心轴旋转的旋转机架和多能成像装置；多能成像装置包括成像源和成像器；成像源和成像器正对设置在旋转机架上；成像源用于产生至少两种能量级的X射线，并发射至少两种能量级的X射线中至少一种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；成像器用于接收穿过待治疗部位的至少一种能量级的X射线并根据至少一种能量级的X射线生成待治疗部位的至少一种能量级的X射线图像。所以在需要对病患的待治疗部位进行定位时，可以控制成像源和成像器配合生成目标X射线图像；再将目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；最后根据目标X射线图像和基准图像的配准结果获取待治疗部位的位置偏差。获取到待治疗部位的位置偏差后，便可以根据该位置偏差确定当前待治疗部位相对于治疗床的位置，从而决定后续是否要调整治疗床以改变病患的位置，使得放射治疗可以顺利进行。本发明实施例提供的技术方案中，使用的成像源可以产生多种能量级的X射线，从而可以生成多种不同能量级的X射线图像，可以满足放射治疗时病患任意身体组织的X射线成像需求，从而在放射治疗过程中可以形成满足定位需求(例如放射治疗前的摆位和放射治疗过程中治疗计划的微调更新)的任意待治疗部位的X射线图像，提高放射治疗的效率和精准度。
本发明实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述的放疗设备的控制方法。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种放疗设备，其特征在于，包括：可绕中心轴旋转的旋转机架和多能成像装置；所述多能成像装置包括成像源和成像器；
所述成像源和所述成像器正对设置在所述旋转机架上；
所述成像源用于产生至少两种能量级的X射线，并发射所述至少两种能量级的X射线穿过病患的待治疗部位；
所述成像器用于接收穿过所述待治疗部位的所述至少两种能量级的X射线并根据所述至少两种能量级的X射线生成所述待治疗部位的至少两种能量级的X射线图像，以使得所述放疗设备的控制装置获取目标X射线图像，所述目标X射线图像为所述待治疗部位的至少两种能量级的X射线图像中的至少一个图像；
其中，当所述旋转机架旋转预设角度时，所述成像源产生的X射线产生改变；所述至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线；所述预设角度包括至少两个预设子角度，所述至少两个预设子角度至少包括：第一预设子角度和第二预设子角度；当所述旋转机架旋转所述第一预设子角度时，所述成像源产生所述第一能量级X射线；当所述旋转机架旋转第二预设子角度时，所述成像源产生所述第二能量级X射线。
2.根据权利要求1所述的放疗设备，其特征在于，所述成像源包括以下至少一种：切换靶式成像源和切换电压式成像源。
3.根据权利要求1所述的放疗设备，其特征在于，所述放疗设备还包括成像源控制装置；所述成像源包括至少两个子成像源，所述至少两个子成像源至少包括：第一子成像源和第二子成像源；
所述至少两种能量级的X射线至少包括：第一能量级X射线和第二能量级X射线；
所述第一子成像源用于产生所述第一能量级X射线，所述第二子成像源用于产生所述第二能量级X射线；
所述成像源控制装置用于控制切换发射穿过病患的待治疗部位的X射线的子成像源。
4.根据权利要求1所述的放疗设备，其特征在于，所述成像器至少包括：第一子成像器和第二子成像器；
所述第一子成像器用于接收穿过所述待治疗部位的第一能量级X射线并根据所述第一能量级X射线生成所述待治疗部位的第一能量级X射线图像；
所述第二子成像器用于接收穿过所述待治疗部位的第二能量级X射线并根据所述第二能量级X射线生成所述待治疗部位的第二能量级X射线图像，以对所述病患的待治疗部位进行定位。
5.根据权利要求1所述的放疗设备，其特征在于，所述旋转机架包括以下任一种：环形机架和C形机架。
6.根据权利要求1所述的放疗设备，其特征在于，所述至少两种能量级的X射线至少包括一种千伏级的X射线和一种兆伏级的X射线。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的放疗设备的控制方法，其特征在于，包括：
控制所述成像源结合所述成像器获取目标X射线图像，所述目标X射线图像为所述待治疗部位的至少两种能量级的X射线图像中的至少一个图像；
将所述目标X射线图像和预存的基准图像进行配准；
根据所述目标X射线图像和所述基准图像的配准结果获取所述待治疗部位的位置偏差。
8.根据权利要求7所述的放疗设备的控制方法，其特征在于，所述控制所述成像源结合所述成像器获取目标X射线图像包括：
控制所述成像源发射至少两个能量级的X射线穿过病患的待治疗部位，以使所述成像器根据穿过所述待治疗部位的所述至少两个能量级的X射线生成至少两个能量级的X射线图像；根据预存的所述待治疗部位的信息从所述至少两个能量级的X射线图像中选取目标X射线图像。
9.根据权利要求8所述的放疗设备的控制方法，其特征在于，控制所述成像源发射预设X射线穿过病患的待治疗部位时，还包括：
控制所述旋转机架旋转至少两个不同的成像角度，以使所述成像器根据每一种能量级的X射线生成的X射线图像中均存在至少两个分别对应不同的成像角度的X射线图像；
所述预设X射线为所述至少两个能量级的X射线。
10.根据权利要求7所述的放疗设备的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述放疗设备用于所述病患治疗前时，所述位置偏差包括摆位误差；所述根据所述目标X射线图像和所述基准图像的配准结果获取所述待治疗部位的位置偏差之后还包括：根据所述位置偏差控制所述放疗设备调整所述病患的位置；
当所述放疗设备用于所述病患治疗中时，所述位置偏差包括所述待治疗部位中肿瘤的位置偏差；所述根据所述目标X射线图像和预存的基准图像获取所述待治疗部位的位置偏差之后还包括：当确定所述肿瘤的位置偏差不等于零或者在预设偏差范围内时，根据所述目标X射线图像进行偏差校正。
11.根据权利要求7所述的放疗设备的控制方法，其特征在于，所述将所述目标X射线图像和预存的基准图像进行配准包括：
对所述目标X射线图像中不同的目标X射线图像进行处理；
将处理后的目标X射线图像和所述基准图像进行配准。
12.一种如权利要求1-6任一项所述的放疗设备的控制装置，其特征在于，包括：控制模块、处理模块、配准模块和存储模块；
所述控制模块，用于控制所述成像源结合所述成像器获取目标X射线图像，所述目标X射线图像为所述待治疗部位的至少两种能量级的X射线图像中的至少一个图像；
所述配准模块，用于将所述控制模块获取的所述目标X射线图像和所述存储模块预存的基准图像进行配准；
所述处理模块，用于根据所述配准模块对所述目标X射线图像和所述基准图像的配准结果获取所述待治疗部位的位置偏差。
13.根据权利要求12所述的放疗设备的控制装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
控制所述成像源发射至少两个能量级的X射线穿过病患的待治疗部位，以使所述成像器根据穿过所述待治疗部位的所述至少两个能量级的X射线生成至少两个能量级的X射线图像；根据所述存储模块预存的所述待治疗部位的信息从所述至少两个能量级的X射线图像中选取目标X射线图像。
14.根据权利要求13所述放疗设备的控制装置，其特征在于，所述控制模块在控制所述成像源发射预设X射线穿过病患的待治疗部位时还用于：
控制所述旋转机架旋转至少两个不同的成像角度，以使所述成像器根据每一种能量级的X射线生成的X射线图像中均存在至少两个分别对应不同的成像角度的X射线图像；
所述预设X射线为所述至少两个能量级的X射线。
15.根据权利要求12所述放疗设备的控制装置，其特征在于，
当所述放疗设备用于所述病患治疗前时，所述位置偏差包括摆位误差；所述处理模块在获取所述位置偏差后，还用于根据所述位置偏差控制所述放疗设备调整所述病患的位置；
当所述放疗设备用于所述病患治疗中时，所述位置偏差包括所述待治疗部位中肿瘤的位置偏差；所述处理模块在获取所述位置偏置后，还用于在确定所述肿瘤的位置偏差不等于零时，根据所述目标X射线图像进行偏差校正。
16.根据权利要求12所述放疗设备的控制装置，其特征在于，所述配准模块具体用于：
对所述控制模块获取的所述目标X射线图像中不同的目标X射线图像进行处理；
将处理后的目标X射线图像和所述存储模块预存的基准图像进行配准。
17.一种如权利要求1-6任一项所述的放疗设备的控制装置，其特征在于，包括：存储器、处理器、总线和通信接口；所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；当所述放疗设备的控制装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述放疗设备的控制装置执行如权利要求7-11任一项所述的放疗设备的控制方法。
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