CN101032651A - 放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法 - Google Patents

放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法 Download PDF

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Abstract

一种控制放射治疗装置(3)的放射治疗装置控制设备，包括：患病区域位置数据库(62)；运动收集部件(61)；以及照射位置控制部件(58)。该放射治疗装置(3)包括：治疗放射线照射装置(16)，其辐射出治疗放射线；运动检测器(4)，其检测该受检者的运动；以及驱动装置(11，15，42)，其关于该受检者来移动该治疗放射线照射装置(16)。该患病区域位置数据库(62)使得位置集合与涉及该运动的运动相关信息集合相关联。该运动收集部件(61)从该运动检测器(4)收集运动。该照射位置控制部件(58)通过驱动装置(11，15，42)来移动该治疗放射线照射装置(16)，使得该治疗放射线照射至对应于该运动的运动相关信息的位置集合中的位置。

Description

放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法
技术领域
本发明涉及一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，并且更具体地涉及一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，用于通过用放射线照射他或她的患病区域来治疗患者。
背景技术
放射治疗是已知的，其通过用放射线照射他或她的患病区域(肿瘤)来治疗患者。希望该放射治疗提供高治疗效果，并且照射正常细胞的放射线剂量小于照射患病区域上细胞的放射线剂量。
这样的放射治疗装置是已知的，其基于通过应用诊断X射线拍照的透射图像来跟踪患病区域的位置，并且用放射线照射该位置用于治疗。希望对于患者的诊断X射线的剂量越小越好。
日本专利JP3746747B披露了一种放射治疗装置，该装置即使在放射线照射治疗期间也能够实时地监视治疗区域的情况。该放射治疗装置包括：放射线照射头，其用治疗放射线照射受检者的治疗区域；X射线源，其用诊断X射线照射受检者的治疗区域；传感器阵列，其检测通过受检者透射的诊断X射线的透射X射线，然后输出它们作为诊断图像数据。该传感器阵列结合放射线照射头的移动而移动。
日本公开专利申请JP2004-121406A披露了一种放射治疗装置，该装置能够很容易地在放射线照射范围内对将要通过放射线照射的目标进行定位。该放射治疗装置的特征在于具有：放射线发生器，其发出相互集中的放射线和激光束；光导，其关于充当中心的等角点沿着预定半径的轨道移动该放射线发生器，以便相互集中发射的放射线与激光束的照射轴在一个点上相互交叉；支撑部件，其围绕穿过该等角点的倾斜轴旋转该光导；可移动部件，其通过旋转相互交叉的轴来转动该放射线发生器并沿着该光导移动；检测器，其检测下述范围内透射图像的信息，所述范围包括等角点以及将要用排列在该等角点附近的放射线进行照射的目标；分析器，其基于检测器在多个取向上分别检测到的多个透射图像的信息并且基于关于等角点检测透射图像的取向信息来计算等角点与要被照射的目标之间的相对位置关系；以及控制器，其基于该相对位置关系来移动该放射线发生器。
日本专利JP3053389B(对应于US6307914B)披露了一种移动物体跟踪照射装置，其能够实时自动地计算在躯干内到处移动的肿瘤的位置，并且能够确保实际所需的准确性，而不会依靠机械系统的绝对准确性。该移动物体跟踪照射装置的特征在于具有：直线加速器，其通过治疗光束对肿瘤进行照射；肿瘤标记，其被嵌入在肿瘤附近；第一X射线荧光镜，其从第一方向对肿瘤标记进行拍摄；第二X射线荧光镜，其与该第一X射线荧光镜同时地从第二方向对肿瘤标记进行拍摄；第一和第二图像输入部件，其对从第一和第二X射线荧光镜输出的第一和第二荧光镜图像进行数字化；第一和第二识别处理部件，其通过灰度归一化互相关方法以实时水平的预定帧速率执行模板匹配，其中，之前记录的肿瘤标记的模板图像作用于由第一和第二图像输入部件数字化后的图像信息，从而得到该肿瘤标记的第一和第二二维坐标；中央处理部件，其从第一和第二识别处理部件计算的第一和第二二维坐标中计算出该肿瘤标记的三维坐标；以及照射控制部件，其基于获得的该肿瘤标记的三维坐标来控制该直线加速器的治疗射束。
日本专利JP3432268B披露了一种放射治疗系统，其能够解决在放射治疗期间由于受检者的身体移动而引起的照射计划中准确性的恶化。该放射治疗系统的特征在于具有：在通过用放射线照射受检者来进行放射治疗的放射治疗系统中，相位识别装置，其适合于在根据在获取受检者的CT图像的同时检测到的受检者的身体移动的活体数据的相位与该CT图像的相位之间建立联系；计划数据生成装置，其适合于基于通过相位识别装置与活体数据的相位相关的CT图像生成治疗计划数据，其中该治疗计划数据包括用于调整将要用放射线照射的区域的准直仪的开始和结束数据；确定装置，其适合于确定与CT数据的相位相关的活体数据和在放射治疗期间得到的根据受检者的身体移动的活体数据之间的相关性；以及准直仪控制装置，其适合于根据该确定装置做出的确定结果，基于开始和结束数据对该准直仪进行开始和结束控制。
日本专利JP3326597B披露了一种呼吸同步控制装置。该控制装置的特征在于使用了半导体位置检测元件(PSD)的功能并且由以下构成：光源部分，其具有与同呼吸联动的有机体的表皮的波动一致地波动的光源位置或光方向；PSD，其从光源部分接收光，作为有机体表皮的波动信号，并将其转换为对应于呼吸周期相位的电信号；以及控制电路，其基于该电信号发送其他受控设备的动作控制信号。
日本公开专利申请JP H4-507048A(对应于WO9011721)披露了一种用于放射线治疗的患者对准系统和过程。在该专利中，提供了用诸如质子束输送系统之类的放射束治疗系统的带电粒子束的准确和可重复的患者对准。该患者被固定在合身的患者容器(pod)中。用X射线系统准备基准X射线照片，所述X射线系统用于在随后的场合在容器中对患者重新定位。在患者保持在容器中的同时，使用CT扫描系统获得诸如患者体内出现恶性肿瘤的部位之类的所关心的特定组织体积的CT扫描数据。该CT扫描数据用于为该患者准备治疗计划。该治疗计划包括识别该组织体积内的等角点，在该处将要从选择的(一个或多个)角度指引光束。对该治疗计划进行计算机模拟，以使得该治疗计划最优化。
日本专利JP3394250B(对应于WO92006644)披露了一种用于立体定位手术的设备和方法。该方法和设备被阐述用于有选择地照射患者内部的目标。在该目标周围的测绘区域提供了三维测绘。聚束设备发出准直光束。已知彼此非零角度的诊断光束穿过该测绘区域。它们在该测绘区域中产生投影图像。该图像的电子表示与基准数据进行比较，从而对该目标进行定位。按照使得准直光束聚焦在目标区域上的方式来调整聚束设备与活有机体之间的相对位置。以小的时间间隔重复该比较，并且当该比较如此表示时，根据需要并且按照使得准直光保持聚焦在目标区域上的方式重复该调整步骤。
日本公开专利申请JP H8-511452A(对应于WO9428971)披露了一种放射治疗系统。该放射线治疗机器具有受限制的角自由度，只能在构台平面内生成光束。放射线防护屏可以是固定的并且不与该构台连接或者是旋转性的，以便于总是阻挡主要的射束。这种受限运动降低了患者/构台碰撞的风险并且提供了极其精确的放射线治疗计划。如此受限的治疗机器可以在单个构台上包括断层成像系统。这两个系统相互协作并采用了许多相同的硬件部件，以既计划又执行这样的疗程，其中，精确地对不规则形状的治疗体积进行照射，而这些体积周围的组织被最少照射。该治疗机器还可以包括准直仪，其中当该患者的治疗体积错过射束暴露的体积时，该准直仪改变放射线扇形射束的宽度，以便于最小化对于该肿瘤前面和后面的健康组织的照射。可以控制该扇形射束的宽度，以同时治疗该患者的多个相邻、类似的切片，缩短治疗时间。
发明内容
本发明的一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分。
本发明的仍旧另一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，其中该移动受检者难以在透射图像中拍摄。
本发明的仍旧另一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，并且进一步降低了照射在该受检者上的放射线剂量。
本发明的仍旧另一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，其中该移动受检者难以在透射图像中拍摄，并且进一步降低了照射在该受检者上的放射线剂量。
本发明的仍旧另一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其中通过放射线来照射移动受检者的一部分的放射治疗装置的尺寸可以更小。
本发明的仍旧另一个目的就是提供一种放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法，其中通过放射线来照射移动受检者的一部分的放射治疗系统的尺寸可以更小。
本发明的这些以及其他目的、特征和优点将通过参照下面的说明书及附图而更易于确定。
为了实现本发明的一个方面，本发明提供了一种放射治疗装置控制设备，包括：患病区域位置数据库；运动收集部件；以及照射位置控制部件。该放射治疗装置控制设备控制放射治疗装置。该放射治疗装置包括：治疗放射线照射装置，其通过治疗放射线来照射受检者的一部分；运动检测器，其检测该受检者的运动；以及驱动装置，其关于该受检者来移动该治疗放射线照射装置。该患病区域位置数据库使得位置集合与涉及该运动的运动相关信息集合相关联。该运动收集部件从该运动检测器收集运动。该照射位置控制部件通过驱动装置来移动该治疗放射线照射装置，使得该治疗放射线照射至对应于该运动的运动相关信息的位置集合中的位置。
在该放射治疗装置控制设备中，该运动相关信息集合可以为运动集合，并且该运动相关信息可以为运动。
在该放射治疗装置控制设备中，该运动可以表示该受检者中布置的陆标被显示在透射图像中的陆标位置，所述透射图像由放射治疗装置的成像器使用穿过该受检者的放射线来拍摄。
在该放射治疗装置控制设备中，该患病区域位置数据库可以进一步将平均变化比集合与位置集合相关。该照射位置控制部件可以通过驱动装置来移动该治疗放射线照射装置，使得该治疗放射线照射在位置集合中的位置，其中该位置集合进一步对应于运动的平均变化率。
在该放射治疗装置控制设备中，如果该运动没有位于预定范围内，则该照射位置控制部件可以使得该治疗放射线照射装置停止辐射该治疗放射线。
该放射治疗装置控制设备可以进一步包括：患病区域位置表生成部件，其基于由另外提供给该放射治疗装置的三维成像装置生成的该受检者的三维数据的变化以及由该运动检测器检测到的运动的变化来生成患病区域位置数据库。
该放射治疗装置控制设备可以进一步包括：患病区域位置表生成部件，其基于通过使用由放射治疗装置的成像器使用穿过受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的该受检者的三维数据的变化以及由该运动检测器检测到的运动的变化来生成患病区域位置数据库。
在该放射治疗装置控制设备中，可以由穿过该受检者的治疗放射线来生成透射放射线。
在该放射治疗装置控制设备中，该运动相关信息集合为平均变化比集合，并且该运动相关信息就是该运动的平均变化率。
本发明提供了一种放射治疗装置控制设备，包括：运动收集部件；以及治疗放射线照射部件。该放射治疗装置控制设备控制放射治疗装置。该放射治疗装置包括：治疗放射线照射装置，其辐射出治疗放射线；以及运动检测器，其检测该受检者的运动。该运动收集部件从该运动检测器收集运动。当该平均百分比位于预定范围内时，该治疗放射线照射部件使得该治疗放射线照射装置辐射该治疗放射线，并且当该平均百分比不位于预定范围内时，使得该治疗放射线照射装置停止辐射该治疗放射线。
为了实现本发明的另一个方面，本发明提供了一种放射治疗系统，包括：根据上述任意放射治疗装置控制设备的放射治疗装置控制设备；以及放射治疗装置。
为了实现本发明的另一个方面，本发明提供了一种使用放射治疗装置的放射线照射方法。该放射治疗装置包括：治疗放射线照射装置，其通过治疗放射线来照射受检者的一部分；运动检测器，其检测该受检者的运动；以及驱动装置，其关于该受检者来移动该治疗放射线照射装置。该放射线照射方法包括：(a)从该运动检测器收集运动；以及(b)参照患病区域位置数据库通过驱动装置来移动该治疗放射线照射装置，使得该治疗放射线照射至对应于该运动的运动相关信息的位置集合中的位置，其中该患病区域位置数据库使得位置集合与涉及该运动的运动相关信息集合相关。
在该放射线照射方法中，该运动相关信息集合可以为运动集合，并且该运动相关信息可以为运动。
在该放射线照射方法中，该运动可以表示该受检者中布置的陆标被显示在透射图像中的陆标位置，所述透射图像由放射治疗装置的成像器使用穿过该受检者的放射线来拍摄。
在该放射线照射方法中，该患病区域位置数据库可以进一步将平均变化比集合与位置集合相关。该位置可以进一步对应于该运动的平均变化率。
该放射线照射方法可以进一步包括：(c)如果该运动没有位于预定范围内，则使得该治疗放射线照射装置停止辐射该治疗放射线。
该放射线照射方法可以进一步包括：(e)基于由另外提供给该放射治疗装置的三维成像装置生成的该受检者的三维数据的变化以及由该运动检测器检测到的运动的变化来生成患病区域位置数据库。
该放射线照射方法可以进一步包括：(f)基于通过使用由放射治疗装置的成像器使用穿过受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的该受检者的三维数据的变化以及由该运动检测器检测到的运动的变化来生成患病区域位置数据库。
在该放射线照射方法中，可以由穿过该受检者的治疗放射线来生成透射放射线。
在该放射线照射方法中，该运动相关信息集合可以为平均变化比集合。该运动相关信息可以为该运动的平均变化率。
本发明提供了一种使用放射治疗装置的放射线照射方法。该放射治疗装置包括：治疗放射线照射装置，其辐射出治疗放射线；以及运动检测器，其检测该受检者的运动。该放射线照射方法包括：(h)从该运动检测器收集运动；(j)当该平均变化率位于预定范围内时，使得该治疗放射线照射装置辐射出该治疗放射线；以及(k)当该平均变化率不位于预定范围内时，使得该治疗放射线照射装置停止辐射该治疗放射线。
为了实现本发明的另一个方面，本发明提供了具有程序代码装置的计算机程序产品，其中该程序代码装置用于执行根据任一上述放射线照射方法的所有步骤，如果该程序在计算机上运行的话。
本发明提供了具有根据上述计算机程序产品的程序代码装置的计算机程序产品，其中上述计算机程序产品被存储在可以由计算机读取的存储装置中。
根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分。
根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，其中该移动受检者难以在透射图像中拍摄。
根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，并且进一步降低了照射在该受检者上的放射线剂量。
根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法能够毫无疑问地通过放射线来照射移动受检者的一部分，其中该移动受检者难以在透射图像中拍摄，并且进一步降低了照射在该受检者上的放射线剂量。
在根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法中，通过放射线来照射移动受检者的一部分的放射治疗装置的尺寸可以更小。
在根据本发明的放射治疗装置控制设备以及放射线照射方法中，通过放射线来照射移动受检者的一部分的放射治疗系统的尺寸可以更小。
附图说明
图1为显示实施例中放射治疗系统的方框图；
图2为显示实施例中放射治疗系统的放射治疗装置的透视图；
图3为显示实施例中放射治疗系统的放射治疗装置控制设备的方框图；
图4为显示存储在实施例的存储装置中的患病区域位置表的图；
图5为显示实施例中允许范围表的图；
图6为显示由呼吸计测量的呼吸频率变化的曲线图；以及
图7为显示在实施例的输出装置中显示的屏幕的图。
具体实施方式
现在将参照说明性实施例对本发明进行描述。本领域的技术人员能够认识到，使用本发明的教导能够完成许多选择性的实施例，并且本发明并不仅限于解释目的的实施例。
下面将参考附图对根据本发明的放射治疗系统的实施例进行描述。
图1为显示实施例中放射治疗系统1的方框图。该放射治疗系统1具有放射治疗装置控制设备2、放射治疗装置3、运动检测器4、CT(计算机化断层扫描设备)5以及输出装置7。该放射治疗装置控制设备2就是以个人计算机为例的计算机。该放射治疗装置控制设备2连接到放射治疗装置3，以便于能够双向传输信息，并且还连接到运动检测器4、CT 5以及输出装置7，以便于能够双向传输信息。
该运动检测器4由这样的设备构成，所述设备检测人体的运动，同时不需要使用穿过人体的放射线。该设备由呼吸计6-1、心电图仪6-2、脉搏计6-3、血压计6-4以及照相机6-5构成。呼吸计6-1测量患者的呼吸率。该呼吸率表示由患者的呼吸(例如患者的肺部中积累的空气量)引起的变化率。该心电图仪6-2用于生成患者的心电图，并测量患者心脏的活动率。该脉搏计6-3用于测量患者的脉搏。该血压计6-4用于测量患者的血压。该照相机6-5用于形成患者的照片。
该CT 5通过从各种方向发射X射线穿过人体来拍摄多个透射图像，然后通过计算机对该多个透射图像进行图像处理，以生成人体横截面的图像，并且还通过计算机对该多个透射图像进行图像处理，以生成表示人体内部状况的三维数据。可以使用不同的装置，例如用于测量人体三维状况的MRI(核磁共振成像)装置，来代替CT 5。该MRI装置通过使用核磁共振来检测人体内的细胞拥有的磁性，然后通过计算机将该磁性转化为图像，从而生成表示人体内部状况的三维数据。
该输出装置7为布置在患者可以看到的位置上的显示器，并且按照使得患者能够识别出屏幕的方式显示由该放射治疗装置控制设备2生成的屏幕。
图2为显示实施例中的放射治疗系统1的放射治疗装置3的透视图。该放射治疗装置3包括翻转驱动装置11、O环12、移动构台14、头摇摆装置15以及治疗放射线照射装置16。该翻转驱动装置11在基底上支撑O环12使得该O环能够绕着旋转轴17进行旋转，并且被该放射治疗装置控制设备2控制，使得该O环12绕着旋转轴17进行旋转。该旋转轴17与垂直方向相平行。该O环12为环形，并以旋转轴18为中心，支撑该移动构台14使得该移动构台14可以绕着该旋转轴18进行旋转。该旋转轴18与垂直方向垂直，并且穿过旋转轴17上的等角点19。该旋转轴18还关于O环12固定，即该O环12绕着旋转轴18旋转该移动构台14，并且绕着该旋转轴18进行旋转。该移动构台14为环形，并以旋转轴18为中心，并且因此与该O环12的环同心。该放射治疗装置3还具有未示出的移动驱动装置。该移动驱动装置(未示出)被该放射治疗装置控制设备2控制，以绕着旋转轴18对该移动构台14进行旋转。
该头摇摆装置15被固定在移动构台14的环内，以将治疗放射线照射装置16支撑到该移动构台14。该头摇摆装置15具有摇摄轴21和倾斜轴22。该摇摄轴21关于移动构台14固定，并与旋转轴18平行而不与其相交。该倾斜轴22关于移动构台14固定，并与摇摄轴21正交。该放射治疗装置控制设备2控制该头摇摆装置15，使得该治疗放射线照射装置16绕着摇摄轴21旋转，并且还使得该治疗放射线照射装置16绕着倾斜轴22旋转。该放射治疗装置控制设备2控制治疗放射线照射装置16辐射出治疗放射线23。
一旦该治疗放射线照射装置16如上所述被移动构台14支撑并且通过头摇摆装置15进行调整以便于使其朝向等角点19，则即使是当该O环12被翻转驱动装置11旋转或者该移动构台14被移动驱动装置旋转时，该治疗放射线23也总是近似地穿过该等角点19。
该放射治疗装置3还具有多个成像器系统。特别地，该放射治疗装置3具有辐射源驱动装置37和38、诊断X射线源24和25、传感器阵列驱动装置27和28、以及传感器阵列32和33。该辐射源驱动装置37被固定在移动构台14的环的内部，支撑该诊断X射线源24至移动构台14，并且被放射治疗装置控制设备2控制，以关于移动构台14来移动该诊断X射线源24。该诊断X射线源24被布置在移动构台14的环的内部，并且它所处的位置使得从该等角点19到该诊断X射线源24的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成锐角。该诊断X射线源24被放射治疗装置控制设备2控制，以朝着等角点19的方向辐射出诊断X射线35。该诊断X射线35从包括在诊断X射线源24中的一个点辐射出，并且是圆锥形的锥面射束，其中上面提到的点就是顶点。该辐射源驱动装置38被固定在移动构台14的环内，支撑该诊断X射线源25至移动构台14，并且被放射治疗装置控制设备2控制，以关于移动构台14来移动该诊断X射线源24。该诊断X射线源25被布置在移动构台14的环内，并且它所处的位置使得从该等角点19到该诊断X射线源25的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成锐角。该诊断X射线源25被放射治疗装置控制设备2控制，以朝着等角点19的方向辐射出诊断X射线36。该诊断X射线36从包括在诊断X射线源24中的一个点辐射出，并且是圆锥形的锥面射束，其中上面提到的点就是顶点。
该传感器阵列驱动装置27被固定在移动构台14的环内，支撑该传感器阵列32至移动构台14，并且被该放射治疗装置控制设备2控制，以关于该移动构台14来移动传感器阵列32。该传感器阵列驱动装置28被固定在移动构台14的环内，支撑该传感器阵列33至移动构台14，并且被该放射治疗装置控制设备2控制，以关于该移动构台14来移动传感器阵列33。该传感器阵列32接收由诊断X射线源24辐射出并穿过等角点19周围的拍摄受检者的诊断X射线35，以生成该拍摄受检者的透射图像。该传感器阵列33接收由诊断X射线源25辐射出并穿过等角点19周围的拍摄受检者的诊断X射线35，以生成该拍摄受检者的透射图像。该传感器阵列32和33以FPD(平板检测器)和X射线II(图像增强器)为例。
根据该成像器系统，即使当辐射源驱动装置37和38移动该诊断X射线源24和25时，该传感器阵列32和33也能够适当地分别被传感器阵列驱动装置27和28移动，从而生成以等角点19为中心的透射图像。
该放射治疗装置3还具有传感器阵列驱动装置26和传感器阵列31。该传感器阵列驱动装置26被固定在移动构台14的环内，支撑该传感器阵列31至移动构台14，并且被该放射治疗装置控制设备2控制，以关于该移动构台14来移动传感器阵列31。该传感器阵列31接收由治疗放射线照射装置16辐射出并穿过等角点19周围的拍摄受检者的治疗放射线23，以生成该拍摄受检者的透射图像。该传感器阵列31以FPD(平板检测器)和X射线II(图像增强器)为例。在这种情况下，即使当该治疗放射线照射装置16被头摇摆装置15移动时，该传感器阵列31也能够适当地被传感器阵列驱动装置26移动，从而生成以等角点19为其中心的透射图像。
该诊断X射线源24也可以被布置在这样的位置上，其使得从该等角点19到该诊断X射线源24的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成钝角。也就是说，该传感器阵列32被布置在这样的位置，其使得从该等角点19到该传感器阵列32的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成锐角。该诊断X射线源25也可以被布置在这样的位置上，其使得从该等角点19到该诊断X射线源25的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成钝角。也就是说，该传感器阵列33被布置在这样的位置，其使得从该等角点19到该传感器阵列33的线段与从该等角点19到该治疗放射线照射装置16的线段形成锐角。在这种情况下，该传感器阵列32和33不太可能被从治疗放射线照射装置16辐射出的治疗放射线23照射，而这正是优选的。
该辐射源驱动装置37和38也能够分别支撑诊断X射线源24和25至治疗放射线照射装置16。在这种情况下，即使当该治疗放射线照射装置16被头摇摆装置15移动时，该放射治疗装置3关于治疗放射线照射装置16的相对位置也被固定，使得该放射治疗装置3能够更容易地控制该诊断X射线源24和25的位置，而这正是优选的。
该放射治疗装置3还具有病床41和病床驱动装置42。该病床41用于放置将被该放射治疗系统1治疗的患者43。该病床41具有固定工具(未示出)。该固定工具将患者固定在病床41上，使得他或她无法移动。该病床驱动装置42将病床41支撑在基底上，并被该放射治疗装置控制设备2控制，用于移动病床41。
图3为显示实施例中放射治疗系统1的放射治疗装置控制设备2的方框图。该放射治疗装置控制设备2是计算机，具有CPU、存储装置、输入装置、输出装置以及接口(都未示出)。该CPU执行安装在放射治疗装置控制设备2中的计算机程序，以控制它的存储装置、输入装置以及输出装置。该存储装置存储有计算机程序、CPU使用的信息以及CPU生成的信息。该输入装置将通过用户的操作生成的信息提供给CPU。该输入装置以键盘和鼠标为例。该输出装置按照信息能够被用户识别的方式输出由CPU生成的信息。该输出装置以显示器为例。该接口将连接到放射治疗装置控制设备2的外部装置生成的信息输出给CPU，并将由CPU生成的信息输出给该外部装置。
该放射治疗装置控制设备2具有作为计算机程序的患病区域位置数据库62、三维数据收集部件51、治疗计划部件52、患病区域位置表生成部件63、成像器位置控制部件53、DRR图像生成部件54、透射图像生成部件55、基准图像生成部件56、患病区域位置控制部件57、输出装置控制部件60、运动收集部件61、照射位置控制部件58、以及治疗放射线照射部件59。这里，三维数据生成部件65可以包括在放射治疗装置控制设备2中。
该患病区域位置数据库62按照使得该患病区域位置表能够被不同的计算机程序查找和改变的方式将该患病区域位置表存储在存储装置中，其中该患病区域位置表表示患者的运动与该患病区域位置之间的关系。
该三维数据收集部件51从CT 5收集由CT 5生成的三维数据，其中该数据表示患者43的患病区域与该患病区域周围器官之间的位置关系，并将与该患者43的识别信息相关的三维数据存储在存储装置中。该三维数据收集部件51也能够从CT 5收集通过从多个方向发射X射线穿过患者43拍摄的多个透射图像，并由计算机对该多个透射图像进行图像处理，以生成患者43的横截面的图像，并且还通过计算机对该多个透射图像进行图像处理，以生成表示患者43的内部状况的三维数据。
该治疗计划部件52基于由三维数据收集部件51收集的三维数据以及由用户输入的信息生成治疗计划，并将与该患者43的识别信息相关的治疗计划存储在存储装置中。该治疗计划表示治疗放射线23对患者43患病区域的照射角度，以及从每个照射角度发出的治疗放射线的剂量和性质。当从各种照射角度来照射该治疗放射线23时，该治疗计划还表示诊断X射线35和36被照射的成像角度，使得通过穿过患者43的诊断X射线35和36拍摄的透射图像更精确地显示出患者43的患病区域。该成像角度不是必须用治疗计划来表示，并且可以被输入给独立于该治疗计划的放射治疗装置控制设备2。
该成像器位置控制部件53控制该辐射源驱动装置37来移动X射线源24，使得该诊断X射线35以由治疗计划部件52生成的治疗计划表示的成像角度来照射患者43，并控制传感器阵列驱动装置27来移动传感器32阵列，使得通过诊断X射线35获得的透射图像主要在中间显示出患者43的患病区域。该成像器位置控制部件53还控制该辐射源驱动装置38来移动该诊断X射线源25，使得该诊断X射线36以由治疗计划表示的成像角度来照射患者43，并控制传感器阵列驱动装置28来移动传感器阵列33，使得通过诊断X射线36获得的透射图像主要在中间显示出患者43的患病区域。该成像器位置控制部件53还控制头摇摆装置15来移动治疗放射线照射装置16，使得治疗放射线23以治疗计划所指示的成像角度来照射患者43，并控制传感器阵列驱动装置26来移动传感器阵列31，使得通过治疗放射线23获得的透射图像主要在中间显示出患者43的患病区域。
该DRR图像生成部件54基于由三维数据收集部件51收集的三维数据来计算DRR图像，并将与该患者43的识别信息相关的DRR图像存储在存储装置中。该DRR图像表示当以由治疗计划部件52生成的治疗计划表示的成像角度发出X射线时被拍摄的二维图像。该DRR图像生成部件54还基于由用户输入的信息给DRR图像中的位置加上标记，其中在该位置上显示出了患者43的特征点。
该透射图像生成部件55通过使用诊断X射线源24辐射出诊断X射线35，并对基于该诊断X射线35通过使用传感器阵列32生成的患者43的透射图像进行拍摄。该透射图像生成部件55还通过使用诊断X射线源25辐射出诊断X射线36，并对基于该诊断X射线36通过使用传感器阵列33生成的患者43的透射图像进行拍摄。该透射图像生成部件55还将与患者43的识别信息相关的透射图像存储在存储装置中。通过按照这种方式拍摄的多个透射图像，能够计算出患者43的特征点的三维位置。该特征点例如易于出现在透射图像中的患者43的内部器官的部分(骨头等)，以及嵌入在其部分中的金标，其随着患者43的患病区域一块移动。进一步，该透射图像生成部件55还可以通过使用治疗放射线照射装置16来对治疗放射线23进行拍摄，并且对基于治疗放射线23通过使用传感器阵列31生成的患者43的透射图像进行拍摄。进一步使用通过治疗放射线23得到的透射图像允许以更高的准确度计算该患者43的特征点的三维位置。该透射图像生成部件55也可以只对通过诊断X射线35和36之一的X射线得到的透射图像以及通过治疗放射线23得到的透射图像进行拍摄。同样在这种情况下，可以通过使用这两个透射图像来计算患者43的特征点的三维位置。该透射图像生成部件55也可以只对通过诊断X射线35和36以及治疗放射线23中之一的X射线得到的透射图像进行拍摄。在这种情况下，无法计算该患者43的特征点的三维位置。
该基准图像生成部件56从存储装置中收集被透射图像生成部件55拍摄的透射图像，并基于该透射图像生成基准图像。在通过使用该基准图像进行治疗操作之前，在过去对充当用于生成基准图像的基础的透射图像进行拍摄，例如在以前的治疗操作中当患者43的患病区域被布置以用治疗放射线23照射时由透射图像生成部件55拍摄的放射图像。该基准图像生成部件56基于由用户输入的信息进一步在基准图像中的位置加上标记，其中在该位置上突出患者43的特征点。
该患病区域位置控制部件57对由透射图像生成部件55拍摄的透射图像以及由DRR图像生成部件54生成的DRR图像进行比较，以判断该患者43的患病区域是否将被治疗放射线23照射。该患病区域位置控制部件57进一步对由透射图像生成部件55拍摄的透射图像以及由DRR图像生成部件54生成的DRR图像进行比较，以计算该病床41的病床位置，其允许通过治疗放射线23对该患者43的患病区域进行照射。例如，当患者43的患病区域被布置在等角点19上时，该病床位置就是病床41的位置。也可以基于加给该DRR图像的标记的位置以及透射图像中显示的特征点的位置来计算该病床位置。该患病区域位置控制部件57通过使用病床驱动装置42将病床41移动至计算后的位置来移动患者43。也就是说，该患病区域位置控制部件57通过使用病床驱动装置42来移动患者43，使得该患者43的患病区域能够被治疗放射线23照射到。例如，该患病区域位置控制部件57通过使用该病床驱动装置42来移动患者43，使得被该透射图像生成部件55拍摄的透射图像与由该DRR图像生成部件54生成的DRR图像相匹配。例如，该患病区域位置控制部件57计算透射图像中显示的特征点的位置与DRR图像中显示的特征点的位置之间的差别。例如，该差别表示当该透射图像与DRR图像彼此重叠时，该DRR图像的特征点关于透射图像的特征点的方向以及两个特征点之间的距离。该患病区域位置控制部件57基于该差别计算该患者43被移动的方向和距离，并且基于该方向和距离来移动病床41。
该患病区域位置控制部件57进一步将由透射图像生成部件55拍摄的透射图像与由基准图像生成部件56拍摄的基准图像进行比较，以计算病床41的位置，该病床41的位置允许患者43的患病区域将被治疗放射线23照射。可以基于加给基准图像的标记的位置以及透射图像中显示的特征点的位置来计算该病床位置。例如，如果当对基准图像进行拍摄时成像器系统关于治疗放射线照射装置16的相对位置与当对透射图像进行拍摄时成像器系统关于治疗放射线照射装置16的相对位置相互匹配，并且还如果透射图像中特征点的位置与基准图像中特征点的位置相互匹配，则该患者43的患病区域被治疗放射线23照射。该患病区域位置控制部件57通过使用病床驱动装置42移动病床41来将患者43移动至计算的位置。也就是说，该患病区域位置控制部件57移动该病床41，使得该患者43的患病区域被治疗放射线23照射。例如，如果当对基准图像进行拍摄时成像器系统关于治疗放射线照射装置16的相对位置与当对透射图像进行拍摄时成像器系统相关于治疗放射线照射装置16的相对位置相互匹配，则该患病区域位置控制部件57通过使用病床驱动装置42来移动患者43，使得被透射图像生成部件55拍摄的透射图像与由基准图像生成部件56生成的基准图像相匹配。例如，该患病区域位置控制部件57计算透射图像中显示的特征点的位置与基准图像中显示的特征点的位置之间的差别。例如，该差别表示当该透射图像与基准图像彼此重叠时该基准图像的特征点关于透射图像的特征点的方向以及两个特征点之间的距离。该患病区域位置控制部件57基于该差别计算该患者43被移动的方向和距离，并且基于该方向和距离来移动病床41。
该患病区域位置控制部件57也可以基于用户输入的信息通过使用病床驱动装置42来移动患者43。在这种情况下，该患病区域位置控制部件57将由该透射图像生成部件55拍摄的透射图像以及由该DRR图像生成部件54生成的DRR图像显示在显示器上。用户对该透射图像以及DRR图像进行比较，并将患者43被移动的方向和距离输入给放射治疗装置控制设备2。该患病区域位置控制部件57基于该输入信息通过使用病床驱动装置42来移动患者43。进一步，该患病区域位置控制部件57将由该透射图像生成部件55拍摄的透射图像以及由该基准图像生成部件56生成的基准图像显示在显示器上。用户对该透射图像以及基准图像进行比较，并将患者43被移动的方向和距离输入给放射治疗装置控制设备2。该患病区域位置控制部件57基于该输入信息通过使用病床驱动装置42来移动患者43。
该患病区域位置控制部件57也可以通过进一步使用翻转驱动装置11或者用于绕着旋转轴18旋转移动构台14的移动驱动装置或者头摇摆装置15来控制患者43关于治疗放射线23的相对位置。在这种情况下，该患病区域位置控制部件57优先于病床驱动装置42来使用翻转驱动装置11或移动驱动装置或者头摇摆装置15。这种移动能够降低移动患者43的负荷，而这是优选的。
该输出装置控制部件60在输出装置7上显示这样的屏幕，该屏幕表示由呼吸计6-1测量的呼吸率，并指示患者43进行预定的呼吸。该输出装置控制部件60还在输出装置7上显示这样的屏幕，该屏幕表示患者43被要求的呼吸率，并指示给患者43。这些指令允许患者43的呼吸周期保持恒定，这样就降低了在每个呼吸周期内呼吸率的波动，而这是优选的。
该运动收集部件61从运动检测器4收集由该运动检测器4测得的值。具体地，该运动收集部件61从呼吸计6-1收集由该呼吸计6-1测得的该患者的呼吸率，从心电图仪6-2收集由该心电图仪6-2测得的该患者的心电图，从脉搏计6-3收集由该脉搏计6-3测得的该患者的脉搏，从血压计6-4收集由该血压计6-4测得的该患者的血压，以及从照相机6-5收集由该照相机6-5拍摄的该患者的照片。
该患病区域位置表生成部件63基于由运动收集部件61收集的值以及由三维数据收集部件51收集的三维数据生成将被存储在患病区域位置数据库62中的患者区域位置表。
照射位置控制部件58通过查阅通过患病区域位置数据库62存储在存储装置中的患者区域位置表来计算对应于由运动收集部件61收集的值的患病区域位置，并通过使用头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。进一步，照射位置控制部件58基于在由透射图像生成部件55拍摄的透射图像中显示的患病区域的位置来计算患病区域的三维位置，并通过使用该头摇摆装置15来移动治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。该照射位置控制部件58也能够通过进一步使用翻转驱动装置11或者用于绕着旋转轴18旋转移动构台14的移动驱动装置或者头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。在这种情况下，该照射位置控制部件58优先于病床驱动装置42来使用翻转驱动装置11或移动驱动装置或者头摇摆装置15。这种移动能够降低移动患者43的负荷，而这是优选的。
在通过照射位置控制部件58移动治疗放射线照射装置16之后，该治疗放射线照射部件59通过使用治疗放射线照射装置16利用治疗放射线23来照射该患病区域。
该放射治疗装置控制设备2也可以由多个计算机构成，这些计算机连接在一块，以便于能够彼此双向地传输信息。在这种情况下，患病区域位置数据库62、三维数据收集部件51、治疗计划部件52、患病区域位置表生成部件63、成像器位置控制部件53、DRR图像生成部件54、透射图像生成部件55、基准图像生成部件56、患病区域位置控制部件57、输出装置控制部件60、运动收集部件61、照射位置控制部件58、以及治疗放射线照射部件59均包括在该多个计算机的任何一个中。在这种情况下，多个用户能够在不同的位置进行与放射治疗相关的操作。例如，可以单独地为用户提供计算机，用于生成治疗计划，并且为另一个用户提供计算机，用于操作该放射治疗装置3。
图4为显示通过患病区域位置数据库62存储在存储装置中的患病区域位置表的图。该患病区域位置表71将附加信息72与运动信息关联在一块，并将该运动信息与患病区域位置78关联在一块。该运动信息包括呼吸率73、心肌活动率74、血压75、外部标记位置76以及内部标记位置79。该附加信息72标识出该患者43以及涉及该患者43的运动的状况，并且表示出患者43的姓名、性别、体重、生日以及卡号、目标患病区域的名称、拍摄日期、成像角度、拍摄X射线的情况以及时间信息。该时间信息表示拍摄治疗计划之后或者在拍摄之前拍摄的患病区域的状况和位置。该呼吸率73表示，对于由附加信息72识别的患者，由呼吸计6-1测得的呼吸率与平均变化率的组合。该平均变化率表示测量呼吸率时在两个时间周期之间的间隔的该呼吸率的平均变化率。该呼吸率73可以进一步表示基于由呼吸计6-1测得的呼吸率计算得到的呼吸相位。呼吸相位的计算方法是众所周知的，例如日本专利JP3326597B中披露的。该心肌活动率74表示，对于由附加信息72识别出的患者，由心电图仪6-2测得的活动率与平均变化率的组合。该平均变化率表示测量活动率时在两个时间周期之间的间隔的该活动率的平均变化率。该血压75表示，对于由附加信息72识别出的患者，由血压计6-4测得的活动率与平均变化率的组合。该平均变化率表示测量血压时在两个时间周期之间的间隔的该血压的平均变化率。该外部标记位置76表示这样的值与平均变化率的组合，所述值表示这样的位置，其中在该位置上，适合于由该附加信息72识别的患者的体表的标记被显示在由照相机6-5将患者拍摄在其中的照片中。该平均变化率表示测量该位置时在两个时间周期之间的间隔的该位置的平均变化率。该内部标记位置79表示这样的值与该值的平均变化率的组合，所述值表示这样的位置，其中在该位置上，适合于由该附加信息72识别的患者的体内的陆标被显示在由成像器系统将患者拍摄在其中的照片中。该陆标例如患者的骨骼(肋骨)、胸隔以及膀胱、以及嵌入在患者中的物体，其中使得该物体与患病区域一块移动。该物体可以由成像器系统检测到，并且以金标记为例，其中该金标记为金球。该平均变化率表示测量该位置时在两个时间周期之间的间隔的该位置的平均变化率。该患病区域位置78表示在表示这样的状况时布置的患者的患病区域的位置，所述状况由对于被附加信息72标识出的患者的呼吸率73、心肌活动率74、血压75、外部标记位置76以及内部标记位置79表示。
具体地，该患病区域位置表生成部件63生成与基于多个透射图像生成的三维数据相关的患病区域位置表71，其中该多个透射图像在分别由呼吸计6-1、心电图仪6-2、脉搏计6-3、血压计6-4、照相机6-5以及成像器系统(诊断X射线源24和25以及传感器阵列32和33、治疗放射线照射装置16、传感器阵列31)测量多个运动相关值时被拍摄。
该照射位置控制部件58参照该患者区域位置表71来计算对应于由运动收集部件61收集的值的患病区域以及该值的平均变化率，并通过使用头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。该照射位置控制部件58也可以通过使用由呼吸率73、心肌活动率74、血压75、外部标记位置76以及内部标记位置79表示的状况的部分来移动该治疗放射线照射装置16。进一步，该照射位置控制部件58也可以通过只使用由运动检测器4测量的值来移动该治疗放射线照射装置16，或者也可以通过只使用该值的平均变化率来移动该治疗放射线照射装置16。
该照射位置控制部件58进一步基于由用户生成的允许范围表来控制该治疗放射线照射装置16。图9为显示该允许范围表81的图。该允许范围表81使得类型82与允许范围83相关。该类型82标识出由运动检测器4检测到的值的类型，并表示呼吸率以及该呼吸率的平均变化率、活动率以及该活动率的平均变化率、脉搏以及该脉搏的平均变化率、血压以及该血压的平均变化率、表示与体表相连的标记的位置的值以及该值的平均变化率中的任意一个。该允许范围83表示由该类型82标识出的值的可能范围。
在这种情况下，该照射位置控制部件58通过参照该允许范围表81，在由运动收集部件61收集的值位于允许范围之外时停止通过治疗放射线照射装置16辐射出治疗放射线23，并且在由运动收集部件61收集的值的平均变化率位于允许范围之外时停止通过治疗放射线照射装置16辐射出治疗放射线23。
图6为显示由呼吸计6-1测量的呼吸率变化的曲线图。垂直轴表示呼吸率，并且水平轴表示时间。变化85表示进行正常呼吸时的呼吸率，并且变化86表示进行正常呼吸时的呼吸率。该变化85和86随时间发生周期性变化。呼吸计6-1间歇地测量该呼吸率。也就是说，当在时间t1测量呼吸率时，该呼吸计6-1在该时间t1之后经过预定时间的时间t2测量呼吸率。该变化85表示在时间t1的呼吸率V1，以及在时间t2的呼吸率V2。该变化86表示在时间t1的呼吸率v1，以及在时间t2的呼吸率v2。在这种情况下，通过下面公式来表示对于变化85在时间t2呼吸率的平均变化率：
(V2-V1)/(t2-t1)
通过下面公式来表示对于变化86在时间t2呼吸率的平均变化率：
(v2-v1)/(t2-t1)
该患者43的患病区域不仅移动至对应于该呼吸量的位置，还移动至对应于该平均变化率的位置。该照射位置控制部件58另外基于该平均变化率来移动治疗放射线照射装置16的好处在于能够更可靠地照射到该患者43的患病区域。
图7为显示在输出装置7中显示的屏幕的图。该屏幕显示了矩形的指示器91。该指示器91被分为多个矩形的指示器92-1至92-n(n＝2，3，4，…)，它们彼此堆叠在一块。该多个指示器92-1至92-n在指示器91中沿着纵向排成列，充满指示器91而其中没有留下任何间隙。该多个指示器92-1至92-n相当于呼吸率值的各个可能范围，这些范围彼此不重叠。在这种情况下，当包括患者43被请求的呼吸率的范围对应于一个指示器92-i(i＝1，2，3，…，n)时，该输出装置控制部件60用一种颜色来显示该指示器92-1至92-i，而用一种不同的颜色来显示指示器92-(i+1)至92-n。这种显示能够向患者43显示周期性的呼吸定时，而这正是优选的。
根据本发明的放射线照射方法的实施例被放射治疗系统1执行，并且包括生成治疗计划的操作、生成患病区域位置表的操作、以及进行治疗的操作。
在生成治疗计划的操作中，该用户首先通过使用CT 5来收集患者43的患病区域以及患病区域的外围部分的三维数据，并将与患者的识别信息相关的三维数据存储在存储装置中。该放射治疗装置控制设备2基于由该CT 5生成的三维数据生成这样的图像，该图像表示患者43的患病区域以及该患病区域外围的器官。用户通过使用该放射治疗装置控制设备2来查看图像，并识别出该患病区域位置。用户基于该图像通过使用治疗计划部件52进一步生成治疗计划，并将该治疗计划输入给放射治疗装置控制设备2。该治疗计划表示治疗放射线23对患者43的患病区域进行照射的照射角度，以及在每个照射角度被照射的治疗放射线23的剂量和性质。该治疗计划进一步表示当治疗放射线23在各种照射角度照射时该诊断X射线35和36被照射的成像角度。对该成像角度进行计算，以便通过使诊断X射线35和36穿过患者43而拍摄的透射图像更准确地显示出该患者43的患病区域。放射治疗装置控制设备2将与患者43的识别信息相关的治疗计划存储在存储装置中。
在生成患病区域位置表的操作中，用户通过使用CT 5收集该患者43的患病区域以及该患病区域的外围部分的三维数据，同时通过使用运动检测器4来测量患者43的运动。该放射治疗装置控制设备2基于由该运动检测器4测量的值以及由CT 5测得的三维数据生成患病区域位置表71。用户进一步通过使用放射治疗装置3的成像器系统来收集患者43的患病区域以及该患病区域的外围部分的三维数据，同时存储患者43的陆标被显示在透射图像中的位置。在金标记被用作陆标时，在该金标记被嵌入在与该患者43的患病区域一块移动的部分中之后，用户进一步收集患者43的患病区域以及该患病区域的外围部分的三维数据，同时存储患者43的陆标被显示在透射图像中的位置。该放射治疗装置控制设备2基于患者43的陆标被显示的位置以及该患病区域的三维数据来生成患病区域位置表71。
在进行治疗的操作中，用户首先按照与通过CT 5或放射治疗装置3的成像器系统收集三维数据时相同的姿势将患者43固定在放射治疗装置3的病床41上。该放射治疗装置控制设备2基于在生成治疗计划的操作中收集的三维数据计算DRR图像。该DRR图像表示当诊断X射线35和36以治疗计划表示的成像角度进行照射时拍摄的透射图像。用户通过使用放射治疗装置控制设备2给DRR图像中显示患者43的特征点的位置加上标记，使得该DRR图像中显示的特征点能够被识别。
接着，该放射治疗装置控制设备2执行调整患者43位置的操作。具体地，该放射治疗装置控制设备2控制辐射源驱动装置37来移动诊断X射线源24，使得诊断X射线35以治疗计划表示的成像角度对患者43进行照射，并控制传感器阵列驱动装置27来移动传感器阵列32，使得由诊断X射线35获得的透射图像主要在中间显示该患者43的患病区域。该放射治疗装置控制设备2进一步控制辐射源驱动装置38来移动诊断X射线源25，使得诊断X射线36以治疗计划表示的成像角度对患者43进行照射，并控制传感器阵列驱动装置28来移动传感器阵列33，使得由诊断X射线36获得的透射图像主要在中间显示该患者43的患病区域。该放射治疗装置控制设备2进一步控制翻转驱动装置11或移动驱动装置来移动治疗放射线照射装置16，使得治疗放射线23以治疗计划表示的成像角度对患者43进行照射，并控制传感器阵列驱动装置26来移动传感器阵列31，使得由治疗放射线23获得的透射图像主要在中间显示该患者43的患病区域。
该放射治疗装置控制设备2通过使用诊断X射线源24来辐射出诊断X射线35，并对基于该诊断X射线35通过使用传感器阵列32生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2进一步通过使用诊断X射线源25来辐射出诊断X射线36，并对基于该诊断X射线36通过使用传感器阵列33生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2进一步通过使用治疗放射线照射装置16来辐射出治疗放射线23，并对基于该治疗放射线23通过使用传感器阵列31生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2对透射图像和DRR图像进行比较，以判断该患者43的患病区域是否将被治疗放射线23照射。该放射治疗装置控制设备2进一步对该透射图像和DRR图像进行比较，以计算病床41的病床位置。例如，该放射治疗装置控制设备2基于该透射图像中显示的特征点的位置与该DRR图像中显示的特征点的位置之间的差别来计算该患者要被移动的方向和距离，并基于该方向和距离来移动病床41。或者，用户通过使用放射治疗装置控制设备2控制病床驱动装置42来移动患者43，同时观察该显示器，使得该拍摄的透射图像近似地与该DRR图像相匹配。该放射治疗装置控制设备2将与该患者43的识别信息相关的拍摄图像存储在存储装置中。
接着，该放射治疗装置控制设备2重复地执行跟踪操作和照射操作。在跟踪操作中，该放射治疗装置控制设备2通过使用输出装置7来指示患者进行预定呼吸。该放射治疗装置控制设备2进一步基于由运动检测器4测量的值以及由该放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标的位置来计算患病区域位置。例如，该放射治疗装置控制设备2参照该患病区域位置表71来计算对应于由运动检测器4测量的值的患病区域位置，并计算对应于由该放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标位置的患病区域位置。该放射治疗装置控制设备2进一步判断基于由运动检测器4测量的值计算的患病区域位置是否大大不同于基于由成像器系统检测到的陆标位置计算的患病区域位置。当两个患病区域位置之间的差别很小时，该放射治疗装置控制设备2通过使用头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。当两个患病区域位置之间的差别很大时，该放射治疗装置控制设备2通过使用头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过对应于由该放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标位置的患病区域位置。该跟踪操作允许计算患病区域位置，即使放射治疗装置3的成像器系统在直接检测患者43的患病区域方面面临很大的困难。由运动检测器4测量的值与患病区域位置之间的对应关系随着时间而变化，同时由该放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标(特别是金标记)位置与患病区域位置之间的对应关系变化很小。该跟踪操作进一步允许防止该计算后的患病区域位置由于该对应关系的时间变化而变得不适当。
或者，当两个患病区域位置之间的差别很大时，该放射治疗装置控制设备2停止进行治疗操作。该跟踪操作进一步允许防止除了该患者43的患病区域以外的部分在运动检测器4或该放射治疗装置3的成像器系统中出现事故、故障等的情况下被照射，因此，这样的跟踪操作是优选的。
在这种情况下，该放射治疗装置控制设备2以低于运动检测器4进行测量的频率通过多个成像器系统对透射图像进行拍摄，基于该患病区域在透射图像中显示的位置来计算该三维患病区域位置，并通过使用头摇摆装置15来移动治疗放射线照射装置16，使得该治疗放射线23穿过该三维位置。通过这样的诊断X射线的照射，能够降低患者43的被辐射剂量。
该放射治疗装置控制设备2通过参照该患病区域位置表71能够计算对应于由运动检测器4测量的值的患病区域位置，以及对应于由该放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标位置的患病区域位置。
在照射操作中，该放射治疗装置控制设备2通过使用治疗放射线照射装置16在利用该跟踪操作移动了治疗放射线照射装置16之后将治疗放射线23照射至该患病区域。当由运动检测器4测量的值不在允许范围内时，该放射治疗装置控制设备2通过参照该允许范围表81进一步停止由治疗放射线照射装置16照射该治疗放射线23，并且当该值的平均变化率不位于允许范围内时，停止由治疗放射线照射装置16照射该治疗放射线23。通过该跟踪操作以及照射操作，即使当该患病区域难以通过成像器系统检测时，该放射治疗装置3也能够很准确地识别出患病区域，并且也能够更可靠地只照射由于呼吸等而移动的患病区域，并且结果，能够更准确地进行治疗。
该放射治疗装置控制设备2也可以通过使用运动检测器4测量的值来计算患病区域位置，而不使用在该跟踪操作中由放射治疗装置3的成像器系统检测到的陆标位置。通过该放射线照射方法，准确性退化了，但只有由于呼吸等原因而移动的患病区域能够被照射，并且能够降低照射至患者43的X射线的剂量，并且结果，能够更准确地进行治疗。当金标记被用作陆标时，将该金标记嵌入在患者43体内是侵入式处理，这就增强了患者43的负担。也就是说，通过不使用金标记的放射线照射方法，就能够降低由于该入侵而增加给患者43的负担。
该放射治疗装置控制设备2也可以通过使用由放射治疗装置3的成像器系统检测到的金标记的位置来计算该患病区域位置，而不需要使用在该跟踪操作中由运动检测器4测得的值。该放射治疗装置3无法降低照射至患者43的X射线的剂量，但是即使当该患病区域难以通过成像器系统检测时，也能很准确地识别出该患病区域，并且能够更可靠地只照射由于呼吸等而移动的患病区域，并且结果，能够更准确地进行治疗。
本发明的放射治疗装置控制设备的修改实施例进一步包括图3中所示的三维数据生成部件65，作为计算机程序。该三维数据生成部件65在通过使用放射治疗装置3的移动驱动装置绕着旋转轴18旋转该移动构台14的同时，通过使用放射治疗装置3的成像器系统对患者43的透射图像进行拍摄，并通过使得X射线从多个方向穿过人体来生成多个透射图像。该三维数据生成部件65使得该多个透射图像受到由计算机进行的图像处理，从而生成人体的横截面的图像，并生成表示人体内部状况的三维数据。该图像处理是众所周知的。
根据本发明的放射线照射方法的修改实施例通过放射治疗系统1执行，该放射治疗装置控制设备被用于该放射治疗系统1，其中在上面提到的放射线照射方法中，用于生成治疗计划的操作被不同的操作替换，并且用于生成患病区域位置表的操作被不同的操作替换。
在生成治疗计划的操作中，用户首先将患者43固定在放射治疗装置3的病床41上，并通过使用该放射治疗装置3的成像器系统(治疗放射线照射装置16以及传感器阵列31，或者诊断X射线源24以及传感器阵列32)来收集患者43的患病区域以及该患病区域的外围部分的三维数据。该放射治疗装置控制设备2基于该三维数据生成这样的图像，所述图像表示患者43的患病区域以及该患病区域外围的器官。用户通过使用放射治疗装置控制设备2来查看该图像，以识别出该患病区域位置。用户基于该图像进一步生成治疗计划，并将该治疗计划输入给放射治疗装置控制设备2。该治疗计划表示治疗放射线23对患者43患病区域的照射角度，以及从各种照射角度照射的治疗放射线的剂量和性质。该治疗计划还表示当从各种照射角度来照射该治疗放射线23时诊断X射线35和36被照射的成像角度。
在生成患病区域位置表的操作中，在通过使用运动检测器4来测量患者43的运动的同时，用户通过使用放射治疗装置3的成像器系统(治疗放射线照射装置16以及传感器阵列31，或者诊断X射线源24以及传感器阵列32)来收集患者43的患病区域以及该患病区域的外围部分的三维数据。该放射治疗装置控制设备2基于由运动检测器4测量的值以及由放射治疗装置3的成像器系统测量的三维数据来生成患病区域位置表71。
通过该放射线照射方法，该放射治疗系统1不需要具有CT 5，并且能够缩小尺寸，并且这样能够被安装在更小的空间中以及降低制造成本。
在根据本发明的放射线照射方法的另一个修改实施例中，已经描述的实施例中进行治疗的操作被不同的操作替换。
在进行治疗的操作中，用户首先按照与通过CT 5收集三维数据时相同的姿势将患者43固定在放射治疗装置3的病床41上。该放射治疗装置控制设备2基于在生成治疗计划的操作中收集的三维数据来计算DRR图像。该DRR图像表示当以治疗计划表示的成像角度照射该诊断X射线35和36时被拍摄的透射图像。该用户通过使用放射治疗装置控制设备2给DRR图像中显示患者43的特征点的位置加上标记，使得该DRR图像中显示的特征点能够被识别出。
该放射治疗装置控制设备2控制辐射源驱动装置37来移动该X射线源24，使得该诊断X射线35以治疗计划表示的成像角度照射至患者43，并控制该传感器阵列驱动装置27来移动该传感器阵列32，使得通过诊断X射线35得到的透射图像主要在中间显示患者43的患病区域。该放射治疗装置控制设备2进一步控制辐射源驱动装置38来移动该X射线源25，使得该诊断X射线36以治疗计划表示的成像角度照射至患者43，并控制该传感器阵列驱动装置28来移动该传感器阵列33，使得通过诊断X射线36得到的透射图像主要在中间显示患者43的患病区域。
该放射治疗装置控制设备2通过使用诊断X射线源24来辐射出诊断X射线35，并对基于该诊断X射线35通过使用传感器阵列32生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2进一步通过使用诊断X射线源25来辐射出诊断X射线36，并对基于该诊断X射线36通过使用传感器阵列33生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2进一步通过使用治疗放射线照射装置16来辐射出治疗放射线23，并对基于该治疗放射线23通过使用传感器阵列31生成的患者43的透射图像进行拍摄。该放射治疗装置控制设备2控制病床驱动装置42来移动患者43，使得拍摄的透射图像近似地与DRR图像相匹配。
接着，该放射治疗装置控制设备2在输出装置7上显示这样的屏幕，该屏幕表示患者43被请求的呼吸，指示患者43这样做。该放射治疗装置控制设备2通过参照该患病区域位置表71进一步计算对应于由运动检测器4测得的值的患病区域位置以及计算由该运动检测器4测量的平均变化率。该放射治疗装置控制设备2通过使用头摇摆装置15来移动该治疗放射线照射装置16，并通过使用该治疗放射线照射装置16来将该治疗放射线23照射至患病区域，使得在平均变化率包括在预定范围(例如，0附近)期间该治疗放射线23穿过该患病区域位置。
通过该操作，虽然该操作要求比已经描述的实施例更多的时间，但只有运动很小时才照射该治疗放射线23，该放射治疗装置3能够更可靠地只照射由于呼吸等而移动的患病区域，并且能够降低对于患者43的放射线剂量，并且结果，能够更准确地进行治疗。
很清楚的是，本发明不仅限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行修改和改变。

Claims (33)

1.一种放射治疗装置控制设备，包括：
患病区域位置数据库；
运动收集部件；以及
照射位置控制部件，
其中所述放射治疗装置控制设备控制放射治疗装置，
其中所述放射治疗装置包括：
治疗放射线照射装置，其用治疗放射线照射受检者的一部分，
运动检测器，其检测所述受检者的运动，以及
驱动装置，其关于所述受检者来移动所述治疗放射线照射装置，
其中所述患病区域位置数据库使得位置集合与涉及所述运动的运动相关信息集合相关联，
其中所述运动收集部件从所述运动检测器收集所述运动，并且
其中所述照射位置控制部件通过所述驱动装置来移动所述治疗放射线照射装置，以便向对应于所述运动的运动相关信息的所述位置集合中的位置照射所述治疗放射线。
2.根据权利要求1的放射治疗装置控制设备，其中所述运动相关信息集合为运动集合，并且所述运动相关信息为所述运动。
3.根据权利要求2的放射治疗装置控制设备，其中所述运动表示所述受检者中布置的陆标显示在透射图像中的陆标位置，所述透射图像由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的放射线来拍摄。
4.根据权利要求2的放射治疗装置控制设备，其中所述患病区域位置数据库进一步将平均变化率集合与所述位置集合相关，以及
其中所述照射位置控制部件通过所述驱动装置来移动所述治疗放射线照射装置，以便向进一步对应于所述运动的平均变化率的所述位置集合中的位置照射所述治疗放射线。
5.根据权利要求3的放射治疗装置控制设备，其中所述患病区域位置数据库进一步将平均变化率集合与所述位置集合相关，以及
其中所述照射位置控制部件通过所述驱动装置来移动所述治疗放射线照射装置，以便向进一步对应于所述运动的平均变化率的所述位置集合中的位置照射所述治疗放射线。
6.根据权利要求2的放射治疗装置控制设备，其中如果所述运动没有包括在预定范围内，则所述照射位置控制部件使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
7.根据权利要求3的放射治疗装置控制设备，其中如果所述运动没有包括在预定范围内，则所述照射位置控制部件使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
8.根据权利要求2的放射治疗装置控制设备，进一步包括：
患病区域位置表生成部件，其基于由另外提供给所述放射治疗装置的三维成像装置生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
9.根据权利要求3的放射治疗装置控制设备，进一步包括：
患病区域位置表生成部件，其基于由另外提供给所述放射治疗装置的三维成像装置生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
10.根据权利要求2的放射治疗装置控制设备，进一步包括：
患病区域位置表生成部件，其基于通过使用由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
11.根据权利要求3的放射治疗装置控制设备，进一步包括：
患病区域位置表生成部件，其基于通过使用由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
12.根据权利要求10的放射治疗装置控制设备，其中由穿过所述受检者的所述治疗放射线来生成所述透射放射线。
13.根据权利要求11的放射治疗装置控制设备，其中由穿过所述受检者的所述治疗放射线来生成所述透射放射线。
14.根据权利要求1的放射治疗装置控制设备，其中所述运动相关信息集合为平均变化率集合，并且所述运动相关信息就是所述运动的平均变化率。
15.一种放射治疗装置控制设备，包括：
运动收集部件；以及
治疗放射线照射部件，
其中所述放射治疗装置控制设备控制放射治疗装置，
其中所述放射治疗装置包括：
治疗放射线照射装置，其辐射出治疗放射线，以及
运动检测器，其检测所述受检者的运动，
其中所述运动收集部件从所述运动检测器收集所述运动，并且
其中当所述平均变化率包括在预定范围内时，所述治疗放射线照射部件使得所述治疗放射线照射装置辐射出所述治疗放射线，并且当所述平均变化率不包括在所述预定范围内时，使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
16.一种放射治疗系统，包括：
根据上述权利要求1-15中任何一项的放射治疗装置控制设备；以及
放射治疗装置。
17.一种使用放射治疗装置的放射线照射方法，其中所述放射治疗装置包括：
治疗放射线照射装置，其通过治疗放射线来照射受检者的一部分，
运动检测器，其检测所述受检者的运动，以及
驱动装置，其关于所述受检者来移动所述治疗放射线照射装置，
所述放射线照射方法包括：
(a)从所述运动检测器收集所述运动；以及
(b)参照使得位置集合与涉及所述运动的运动相关信息集合相关的患病区域位置数据库，通过所述驱动装置来移动所述治疗放射线照射装置，以便向对应于所述运动的运动相关信息的所述位置集合中的位置照射所述治疗放射线。
18.根据权利要求17的放射线照射方法，其中所述运动相关信息集合为运动集合，并且所述运动相关信息为所述运动。
19.根据权利要求18的放射线照射方法，其中所述运动表示所述受检者中布置的陆标显示在透射图像中的陆标位置，所述透射图像由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的放射线来拍摄。
20.根据权利要求18的放射线照射方法，其中所述患病区域位置数据库进一步将平均变化率集合与所述位置集合相关，以及
其中所述位置进一步对应于所述运动的平均变化率。
21.根据权利要求19的放射线照射方法，其中所述患病区域位置数据库进一步将平均变化率集合与所述位置集合相关，以及
其中所述位置进一步对应于所述运动的平均变化率。
22.根据权利要求18的放射线照射方法，进一步包括：
(c)如果所述运动没有包括在预定范围内，则使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
23.根据权利要求19的放射线照射方法，进一步包括：
(c)如果所述运动没有包括在预定范围内，则使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
24.根据权利要求18的放射线照射方法，进一步包括：
(e)基于由另外提供给所述放射治疗装置的三维成像装置生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
25.根据权利要求19的放射线照射方法，进一步包括：
(e)基于由另外提供给所述放射治疗装置的三维成像装置生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
26.根据权利要求18的放射线照射方法，进一步包括：
(f)基于通过使用由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
27.根据权利要求19的放射线照射方法，进一步包括：
(f)基于通过使用由所述放射治疗装置的成像器使用穿过所述受检者的透射放射线来拍摄的透射图像生成的所述受检者的三维数据的变化以及由所述运动检测器检测到的运动的变化来生成所述患病区域位置数据库。
28.根据权利要求26的放射线照射方法，其中由穿过所述受检者的所述治疗放射线来生成所述透射放射线。
29.根据权利要求27的放射线照射方法，其中由穿过所述受检者的所述治疗放射线来生成所述透射放射线。
30.根据权利要求17的放射线照射方法，其中所述运动相关信息集合为平均变化率集合，并且所述运动相关信息为所述运动的平均变化率。
31.一种使用放射治疗装置的放射线照射方法，其中所述放射治疗装置包括：
治疗放射线照射装置，其辐射出治疗放射线，以及
运动检测器，其检测所述受检者的运动，
所述放射线照射方法包括：
(g)从所述运动检测器收集所述运动；
(h)当所述平均变化率包括在预定范围内时，使得所述治疗放射线照射装置辐射出所述治疗放射线；以及
(i)当所述平均变化率不包括在预定范围内时，使得所述治疗放射线照射装置停止辐射所述治疗放射线。
32.具有程序代码装置的计算机程序产品，其中，如果程序在计算机上运行的话，所述程序代码装置用于执行根据权利要求17-31中任何一项的所有步骤。
33.根据权利要求32的具有程序代码装置的计算机程序产品，其存储在能够由计算机读取的存储装置中。
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