CN101247851A - 用于监控放射治疗装置的几何形状的系统、可跟踪组件、程序产品及相关方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于监控治疗装置(31)的几何形状的系统(30)、一种装置(51)、一种可跟踪组件(43)、一种程序产品(81)和方法。系统(30)包括具有放射发射器(33)的治疗装置(31)、由控制器(39)控制的旋转组件(35)、为控制器(39)提供治疗传送指令的应用计算机(41)。系统(30)还可以包括连接到旋转组件(35)的可跟踪组件(43)，其具有作为参考固定物的固定连接的第一可跟踪体(45)和提供用于确定旋转组件(35)的旋转角的数据的枢轴连接的第二可跟踪体(49)。系统(30)还可以包括用于跟踪可跟踪体的装置(51)，其具有检测由第一和第二可跟踪体(45)、(49)携带的指示器(47)的位置的可跟踪体检测器(53)和确定和校验等中心坐标系的原点(57)的位置并确定关于旋转组件(35)的旋转路径数据的确定器(55)。

Description

用于监控放射治疗装置的几何形状的系统、可跟踪组件、程序产品及相关方法

相关申请

本申请涉及2006年3月10日提交的美国非临时申请No.11/374,572其要求在2005年3月23日提交的美国临时申请No.60/664,513的优先权和利益，在这里将他们整体引入作为参考。

技术领域

本发明涉及患者疗法。更具体地，本发明涉及用于监控放射治疗装置的几何形状以校验在治疗计划传送期间所用坐标系的原点和取向的一种系统、一种可跟踪组件、程序产品和相关方法。

背景技术

放射疗法可以有效用于治疗某些类型的癌性肿瘤、病变或其它“目标”。如果将足够的放射剂量传送到肿瘤或病变区域，可以完全地根除大量的这种目标。然而，由于对围绕目标的健康组织或接近目标的其它健康身体器官的损伤，使用必需的有效放射剂量可能导致并发症。诸如共形放射疗法治疗的不同放射程序的目标是将传送的放射剂量仅限制在由目标外表面确定的目标区域，同时使传送到周围的健康组织或邻近健康器官的放射剂量最小化。如果没有将有效放射剂量传送到患者内的正确位置，可能导致严重的并发症。

放射疗法治疗通常使用诸如线性加速器或其它放射产生源的放射传送装置或设备来治疗目标。例如，传统线性加速器包括一般围绕水平轴旋转且具有能够将放射束对准要治疗的目标的可相对于患者定位的旋转束源的旋转托台。线性加速器还可以包括一般围绕垂直轴旋转且能够在旋转托台的旋转平面内定位目标的旋转治疗台。不同类型装置还可以当放射治疗束在放射束源旋转期间穿过患者身体达到目标时，使放射治疗束的形状符合目标的如来自线性加速器的放射治疗束所见的那样的空间轮廓。可以编程控制具有多个叶状或指状投影的多叶准直器以独立进出放射束路径来定形放射束。

不同类型的放射治疗计划系统可以产生放射治疗计划，当执行该计划时，将传送形状符合目标区域的特定放射剂量而限制传送到敏感的周围健康组织或邻近健康器官或结构的放射剂量。通常，患者具有基于通过应用计算机层析(“CT”)扫描、磁共振(“MR”)成像或传统模拟成像片的诊断研究而准备的放射疗法治疗计划，上述诊断方法使用在患者内并由此在患者的将要在放射疗法治疗期间使用的位置内的肿瘤或病变内产生的普通X-射线。

不管在用于发展放射疗法治疗计划的诊断研究时使用哪种放射产生装置或技术，在共形放射疗法治疗或静态放射疗法治疗等的传送中，相对于放射传送装置的目标位置是非常重要的。成功的放射疗法取决于将放射束精确定位到目标上的适当位置。因此，必须使目标在诊断研究时的位置与放射疗法治疗时如何定位目标相联系。还必须在放射疗法传送期间保持放射传送装置与目标的对准。如果该位置关系不正确，可能不能将放射剂量传送到患者体内的正确位置，可能欠治疗该目标肿瘤或病变并损伤健康的周围组织和器官。

可以通过参考在被称为等中心(isocenter)坐标系的由放射传送装置的几何形状定义的坐标系中的放射束和患者位置，实现放射束在将要治疗的患者的适当毗邻位置的定位。在线性加速器示例中，托台、治疗台和准直器每个具有规划成在治疗室中部的特定位置交叉的旋转轴，该特定位置被称为等中心，是治疗室中关注的坐标系的原点，该坐标系相应被称为等中心坐标系。等中心坐标系通常定义为水平的(x-轴)、垂直的(z-轴)、且与托台旋转轴共线(y-轴)。确定这些关注的三个轴的等中心并用作参考“点”以在治疗计划发展和后续放射传送期间将目标定向到放射治疗计划。

为了根据放射计划传送放射疗法，调整患者位置以将目标放置在线性加速器的等中心。通常，将患者放置在放射传送装置的治疗台上以符合在治疗计划规化期间所用位置。根据放射治疗计划，进一步旋转治疗台来将目标放置在等中心，以使目标视场与由准直器或线性加速器的其它放射传送装置预期的视场相对准。然后将治疗台在适当的位置锁定且使患者不能移动，以便可以开始放射疗法治疗。

同样，在线性加速器示例中，托台旋转的等中心是当线性加速器携带放射束源的托台围绕患者的目标旋转时来自准直器的放射束交叉的点。有不同的方法可以确定该等中心的位置。例如，确定托台旋转的等中心的一种方法包括将诸如具有标记工具的长棒的标记器件固定到托台，将诸如纸的接收材料的垂直取向的薄片放置在标记器件的邻近处。然后旋转托台以在接收材料上形成弧线或圆圈。然后操作员可以检查弧线或圆圈以确定与等中心相关的圆圈的原点。同样例如，为了测量托台旋转期间放射束的方向，操作员实际上可以配置放射束。还可以使用其它的物理测量以帮助操作员确定等中心的近似位置。例如，在作为参考文献的共同未决的由Scherch等人提交的题为“System for Analyzingthe Geometry of a Radiation Treatment Apparatus，Software andRelated Methods”的申请中，描述了能够测量放射治疗装置或设备的机械系统中不同组份的旋转来确定放射束位置和患者定位以精确定义定操作员所用等中心坐标系的一种系统、装置、软件和方法。

不管用于确定等中心的方法如何，一旦已经确定等中心坐标系，可以参照等中心进行放射束配置和患者定位。然后可以瞄准或定向通常安装在治疗室墙上的激光器在等中心交叉以明确等中心的位置。

然而，申请人认识到确定等中心的上述方法通常不考虑托台在放射治疗的实际传送期间的连续降低。同样，为操作员指出等中心坐标系位置的现有系统，即上述激光器，在放射治疗过程期间是不易接近的。因此，多种系统必须依靠于校正跟踪系统的精确度以在放射传送期间可靠地指出等中心坐标系。然而，申请人还认识到这些系统易于遭受到校准位置的无意变化。

特别地，通常将光学跟踪系统的“照相机”从托台结构性地移动很长距离并固定连接到墙壁或顶棚。照相机的这种“刚性安装”可能实际上相对等中心来回移动。由于照相机与等中心之间的很长距离，甚至照相机安装时的轻微移动可能对光学跟踪系统产生显著影响，因此，光学跟踪系统需要特定的预操作的“早晨”质量保证检查以确定是否已经发生任何这种变化。

因此，申请人还认识到需要用于在治疗期间连续监控治疗装置的几何形状的系统、组件、程序产品和相关方法，以便连续校验跟踪系统或器件所用坐标系的参考放射束和患者位置的原点和方向，以将放射束精确地定位在被治疗的患者的适当毗邻位置。

发明内容

考虑到上述方面，本发明的实施例优选提供涉及监控具有至少一个旋转组件的装置的几何形状的一种系统、可跟踪组件、程序产品和方法。本发明的实施例优选提供涉及监控放射治疗的几何形状或产生用于校验在患者治疗传送期间用于参考放射束和患者定位的坐标系的原点和方向的装置的一种系统、可跟踪组件、程序产品和方法。优选地，本发明的实施例包括还可以在放射传送期间监控治疗装置的机械系统的各种旋转组件的旋转以连续校验用于参考放射束和患者位置的等中心坐标系的原点(等中心)和方向的一种系统、可跟踪组件、程序产品和方法。该消息可以用于将治疗计划与操作员所用等中心坐标系相校正，以便能够更加精确地应用治疗计划。优选地，本发明的实施例还提供能够沿治疗装置的诸如旋转托台组件的旋转组件的最大旋转弧线或路径的位置测量空间中三维点的一种包括可跟踪组件的系统、程序产品和方法。这些测量可以用于调整计划的放射治疗以改进其精确度和效率。优选地，所分析和表示的可以是放射治疗装置的机械系统中在放射传送期间通常被忽略或被误解的不完整性。

一般地，本发明的实施例提供一种系统，该系统包括通常为线性加速器形式的具有放射发射器的治疗装置，至少一个由控制器控制的旋转组件，和为控制器提供治疗传送指令的应用计算机。系统还包括与旋转组件相连的可跟踪组件。该可跟踪组件包括固定连接的第一可跟踪体，在其上放置可以用作参考固定物的多个指示器，并可以包括枢轴连接的第二可跟踪体，在其上也放置提供用于确定旋转组件的旋转角的数据的多个指示器。该系统还包括跟踪可跟踪体的装置，在此后将其称为“可跟踪体跟踪装置”，其包括用于检测指示器位置的可跟踪体检测器，和确定器，其与可跟踪体通信以确定第一和第二可跟踪体的位置和取向，以由此确定临床医生所用的被称为等中心坐标系的等中心的坐标系原点的位置和取向，并由此确定关于旋转组件的旋转路径数据。

更加具体地，在本发明的一个实施例中，系统包括将放射传送到患者目标的装置，优选形式为放射治疗装置。具有关联存储器和存储在该存储器中的治疗计划的应用计算机为治疗装置提供治疗传送指令。治疗装置具有用于发射具有束轴的放射束的放射发射器，用于控制放射束向患者的传送的控制器，具有在不同平面内的旋转路径和旋转轴的旋转组件，其用于根据来自控制器的信号引导放射束穿过患者目标。旋转组件的旋转轴一般在定义治疗装置的等中心坐标系的等中心或原点的三维坐标处与束轴交叉。

系统包括可跟踪体跟踪装置，其包括优选光学可跟踪体检测器或照相机子系统和确定器。可跟踪体检测器包括与治疗装置和可跟踪组件空间分离放置的检测器主体。可跟踪组件被定位成由可跟踪体检测器观察/检测。可跟踪组件包括第一可跟踪体，其在相对于等中心三维坐标位置的预定三维坐标系定义的预定偏移位置固定连接到旋转组件的预选部分。第一可跟踪体具有多个单独的且空间分离的指示器，每个指示器连接在其上单独预选的位置，以为可跟踪体检测器指示多个指示器中的每个指示器的单独三维坐标位置。相应地，可跟踪体检测器具有用于接收能量的接收器，以由此检测三维位置并产生表示可跟踪组件指示器的三维坐标位置的多个位置信号。指示器的形式优选为诸如，例如，利于提供达到180度反射视场且减少与有源指示器相关联的固有配线需求的向后反射球体的无源指示器。在这种配置中，可跟踪体检测器还包括用于为指示器提供能量的发射器。

与可跟踪体检测器通信且响应由检测器产生的多个位置信号的确定器，通过使用存储在确定器的存储器中的可以提供或表示在第一可跟踪体的预定或预选可跟踪体参考坐标系(即位置和取向)和预定等中心坐标系(即等中心的物理三维坐标位置和等中心坐标系的取向)之间的变换(幅度、方向和旋转)的预定变换矩阵，参考第一可跟踪体，可以确定(在可跟踪体检测器/照相机空间中)等中心的三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向。可跟踪体检测器可以检测第一可跟踪体，确定器可以确定可跟踪体检测器坐标系和第一可跟踪体坐标系之间的单独变换矩阵。使用一系列变换矩阵，确定器可以由此将等中心的三维坐标系定义变换到检测器/照相机空间。值得注意的是，通常将在可跟踪体检测器/照相机空间中等中心的三维坐标系定义的确定称为将可跟踪体跟踪装置校准到等中心的物理三维坐标位置空间中的位置和取向。

在本发明的一个实施例中，确定器还可以检测或确定可能等中心坐标系定义失败(后面描述)，当其存在时。在该实施例中，可跟踪体检测器是固定安装的或不可动的，并作为参考固定物。可以给可跟踪体检测器分配具有与可跟踪体检测器的固定关系的定义可跟踪体检测器偏移位置的可跟踪体跟踪装置坐标系。为了检测或确定可能等中心坐标系定义失败，通过使用存储在确定器的存储器中的提供或表示在可跟踪体检测器参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵，确定器可以参考可跟踪体检测器而不是第一可跟踪体，确定等中心的三维坐标系定义。然后可以比较等中心的单独确定的三维坐标系定义，由此，明显差异表示可能等中心坐标系定义失败。

作为检测或确定可能等中心坐标系定义失败的替代方法，在本发明的一个实施例中，确定器可以确定沿旋转组件的旋转路径的多个采样三维坐标第一可跟踪体位置。确定位置提供能够与存储在确定器的存储器中的旋转组件的预定旋转路径相比较的当前旋转路径数据。如果多个确定第一可跟踪体位置中的每个明显偏离于与旋转组件的预定旋转路径基本一致的位置，表示存在可能等中心坐标系定义失败。

与旋转组件相连的第一可跟踪体，本质上，一般仅能够用于产生具有相对第一可跟踪体取向定向的坐标系轴的等中心坐标系的参考，而在上面描述的配置中第一可跟踪体是可变的。因此，优选地，在本发明的一个实施例中，可跟踪组件还可以包括第二可跟踪体，其能够用于确定或校正参考第一可跟踪体确定的等中心坐标系的相对取向。一般，这在当旋转组件旋转离开初始参考位置时是需要的。出于这种目的，第二可跟踪体具有枢轴连接到或邻近第一可跟踪(优选为平板状)体的最近体末端部分、自由移动末梢体末端部分，连接并延伸在最近体末端部分和末梢体末端部分之间的中间体部分。中间体部分具有多个单独并空间分离的指示器，每个指示器连接到第二可跟踪体的单独的预选部分，也为可跟踪体检测器指示每个指示器的三维坐标位置。最近和末梢末端配置优选提供响应于心引力的钟摆型运动，使第二可跟踪体能够保持可以由确定器用作参考取向的恒定取向。该参考取向使确定器能够校正参考第一可跟踪体确定的由当携带可跟踪体的旋转组件旋转时存在的旋转误差产生的等中心坐标系取向。

为了确定等中心坐标系的取向，确定器首先分别确定第一和第二可跟踪体的取向。然后确定器可以确定与旋转组件从初始参考位置的旋转位置有关的第一可跟踪体的旋转角。这可以通过确定第一和第二可跟踪体之间取向的角差异来实现。可以通过以与第一和第二可跟踪体的各自取向之间的角差异有关的量，概念性地旋转由第一可跟踪体确定的等中心坐标系的参考取向，来确定等中心坐标系的校正取向。因此，因为第一可跟踪体的旋转取向可能由于可跟踪组件与之相连的旋转组件的旋转而发生改变，优选使用相同预定变换矩阵而不管第一可跟踪体的旋转取向，提供等中心坐标系的精确参考取向(和位置)。

可以在硬件和/或软件/程序产品中实现确定器的功能。然而，在本发明的优选实施例中，几乎完全在预载于确定器的存储器中或包含在单独存储介质上的软件/程序产品中实现确定器的功能。相应地，系统还可以包括诸如几何形状分析程序产品的程序产品，以分析治疗装置几何形状。几何形状分析程序产品包括可跟踪体位置确定器，其适于接收并响应由可跟踪体检测器产生的多个位置信号，位置信号表示与第一可跟踪体相连的多个单独的且空间分离的可跟踪指示器的单独三维坐标位置。可跟踪体位置确定器确定第一可跟踪体的三维坐标可跟踪体位置。等中心位置确定器，响应第一可跟踪体的测定三维坐标位置和表示预定第一可跟踪体参考坐标系和治疗装置的预定等中心坐标系之间的变换的第一预定变换矩阵，确定等中心的第一三维坐标位置。

在具有前面描述的第二可跟踪体的本发明的实施例中，也可以确定等中心坐标系的取向。响应由可跟踪体确定器产生的多个位置信号的可跟踪体取向确定器，可以确定第一可跟踪体的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体的第二可跟踪体取向。然后，响应第一和第二可跟踪体取向的等中心取向确定器可以确定第一和第二可跟踪体的取向之间的角差异。角差异表示旋转组件的旋转角，用于确定等中心坐标系的三维取向。因此，优选地，几何形状分析程序产品用于，使用相同预定变换矩阵且不依赖于旋转组件的旋转角，确定等中心的位置和等中心坐标系的取向。

几何形状分析程序产品还包括响应可跟踪体位置确定器或等中心位置中的一个或两者的偏移检测器，以检测旋转组件几何形状中的偏移，当其存在时。这种偏移表示可能等中心坐标系定义失败。响应偏移检测的偏移响应器，在应用治疗计划期间，通过发送可能等中心坐标系定义失败的存在的信号，可以相应地响应这种偏移。

更加具体地，在本发明的一个实施例中，等中心位置确定器，通过使用表示可跟踪体检测器的可跟踪体检测器参考坐标系和治疗装置的预定等中心坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵，可以参考固定可跟踪体检测器偏移位置确定等中心的第二三维坐标位置。优选将包括参考偏移位置的可跟踪体检测器参考坐标系分配给可跟踪体检测器的主体的一部分，但也可以改为分配给单独固定安装的固定物。在该实施例中，偏移检测器包括等中心比较器，其响应于等中心的第一和第二测定三维坐标位置，比较等中心的第一和第二三维坐标位置。等中心的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心坐标系定义失败。另外，响应等中心坐标系的第一和第二测定取向的等中心比较器还可以比较等中心坐标系的第一和第二取向。等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异也可以表示可能等中心坐标系定义失败。

在本发明的替代实施例中，可跟踪体位置确定器确定位于旋转组件的旋转路径的多个第一可跟踪体位置。在该实施例中，偏移检测器包括旋转路径比较器，其响应多个测定三维坐标可跟踪体位置和旋转组件的预定旋转路径的旋转路径比较器，确定是否多个测定第一可跟踪体位置中的每一个明显偏离于与旋转组件的预定旋转路径基本一致的位置。这种偏移也可以表示可能等中心坐标系定义失败。

本发明的实施例还包括可由用于监控具有一个或多个诸如，例如，患者治疗装置的旋转组件的装置的几何形状的计算机读取的计算机可读介质。优选地，可以在测试装置期间或在患者治疗传送期间“不工作时”实现监控，而不需要中断治疗传送。例如，在本发明的一个实施例中，计算机可读介质包括程序产品，程序产品包含一系列指令，当由计算机执行时，指令使计算机执行下列操作：接收由可跟踪体检测器产生的多个位置信号，信号表示分别与可跟踪体相连的多个优选光学可跟踪指示器的单独三维坐标位置，可跟踪体沿旋转组件的旋转路径与旋转组件相连。指令还包括执行下列操作的指令：从多个位置信号，确定可跟踪体的三维坐标可跟踪体位置；接收表示预定可跟踪体参考坐标系和治疗装置的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵；响应测定可跟踪体位置和预定变换矩阵，确定装置的等中心的各自三维坐标位置。

优选地，可以将第二可跟踪体连接到旋转组件。第二可跟踪体也具有多个单独的且空间分离的可跟踪指示器。第二可跟踪体优选可以保持一般恒定取向，以提供优选垂直参考取向，可用于确定第一和第二可跟踪体的取向。在本发明的这个实施例中，由可跟踪体检测器产生的多个位置信号也可以表示与第二可跟踪体相连的多个单独的且空间分离的可跟踪指示器的单独三维坐标位置。相应地，指令也可以包括执行下列操作的指令：从位置信号确定第一可跟踪体的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体的相应第二可跟踪体取向。另外，响应第一可跟踪体取向和相应第二可跟踪体取向，指令可以包括执行下列操作的指令：确定表示旋转组件的旋转角的第一和第二可跟踪体取向之间的角差异；响应旋转组件的旋转角，不依赖旋转组件的旋转角，确定治疗装置的等中心坐标系的三维取向。

计算机可读介质还可以包括一系列指令，当由计算机执行时，该指令使计算机执行下列操作：接收表示可跟踪体检测器的可跟踪体检测器参考坐标系和治疗装置的预定等中心坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵；响应第二预定变换矩阵，参考固定可跟踪体检测器偏移位置确定等中心的第二三维坐标位置；比较等中心的第一和第二三维坐标位置。等中心的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异可以表示可能等中心坐标系定义失败。优选地，认识到等中心坐标系定义中的可能失败可以使诸如例如放射治疗装置的装置的操作员能够校验监控的旋转组件的功能性。

在本发明的替代实施例中，指令还可以包括执行下列操作的指令：接收定义旋转组件的预定旋转路径的数据集，以定义旋转路径数据集；响应多个测定可跟踪体位置和旋转路径数据集，确定是否测定可跟踪体位置或多个位置明显偏离于与旋转组件的预定旋转路径基本一致的位置。这种偏移表示可能等中心坐标系定义失败。指令也可以包括执行下列操作的指令：响应偏移，确定等中心的校正三维坐标位置和等中心坐标系的取向。

在本发明的一个实施例中，计算机可读介质包括一系列指令，当由计算机执行时，指令使计算机执行下列操作：接收由可跟踪体检测器产生的多个位置信号，信号表示与沿旋转组件的旋转路径放置的可跟踪体相连的多个单独的且空间分离的可跟踪指示器的单独三维坐标位置；响应多个位置信号，确定在患者治疗传送期间可跟踪体的三维坐标可跟踪体位置。指令还包括执行下列操作的指令：接收表示预定可跟踪体参考坐标系和治疗装置的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵；响应可跟踪体的测定三维坐标位置和预定变换矩阵，确定等中心的各自三维坐标位置。指令还可以包括执行下列操作的指令：当其存在时，从等中心的确定三维坐标位置检测旋转组件几何形状中的偏移，这种偏移表示可能等中心坐标系定义失败；响应这种偏移的检测，通过发送表示可能等中心坐标系定义失败的存在的信号响应该偏移。优选地，这种认识可以使操作员能够在放射治疗传送期间中断放射治疗传送，以防止过治疗或欠治疗目标组织结构和防止过量放射传送到非目标组织结构。

本发明的实施例还包括用于确定具有至少一个旋转组件的治疗装置的等中心以便可以将治疗计划更加精确地应用到患者的方法。例如，在本发明的一个实施例中，方法包括确定第一可跟踪体的三维坐标位置的步骤，该第一可跟踪体与一个旋转组件的预选部分相连且位于相对于治疗装置的等中心的预定(物理)三维坐标位置偏移的预定位置。第一可跟踪体具有多个单独的且空间分离的指示器，每个指示器与第一可跟踪体的单独的预选位置相连以表示多个指示器中的每个指示器的单独三维坐标位置，以便提供第一可跟踪体的三维位置数据。已经确定第一可跟踪体的三维坐标位置后，可以通过将表示预定第一可跟踪体参考坐标系和与等中心的物理三维坐标位置一致放置的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵应用到第一可跟踪体的确定三维位置，确定等中心的三维坐标位置。值得注意的是，一般将确定对应等中心的物理三维坐标位置的等中心的三维坐标系定义称为“校正程序”。

由于第一可跟踪体与旋转组件相连，本质上，其具有随旋转组件的旋转而变化的取向。相应地，等中心坐标系的取向随第一可跟踪体相对治疗装置和治疗室的非旋转部分旋转。然而，等中心坐标系的实际预选取向是相对治疗装置和治疗室的非旋转部分固定的。因此，本发明的一个实施例优选为操作员提供不依赖旋转组件的旋转角确定治疗装置的等中心坐标系的三维取向的能力。这可以通过将与各自旋转组件的旋转角有关的等中心角校正因子应用到等中心坐标系的确定三维取向来实现。

为了确定旋转组件的旋转角和等中心校正因子，可以使用第二可跟踪体。第二可跟踪体具有枢轴连接到或邻近第一可跟踪体的最近体末端部分和自由移动末梢体末端部分。中间体部分连接并延伸在最近体末端部分和末梢体末端部分之间。具有枢轴连接最近体末端部分和自由移动末梢体末端部分使第二可跟踪体能够保持基本恒定参考取向。第二多个单独的且空间分离的指示器分别连接在第二可跟踪体上的单独预选位置，以表示第二多个指示器中的每个指示器的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体的第二可跟踪体取向数据。

然后，可以通过首先确定第一和第二可跟踪体的取向，随后比较取向以确定角差异，来确定旋转组件的角旋转及等中心角校正因子。然后，通过将等中心角校正因子应用到等中心坐标系的确定三维取向，可以不依赖旋转组件的旋转角确定等中心坐标系的取向。

本发明的实施例还包括用于监控具有至少一个旋转组件的治疗装置的几何形状以便可以将治疗计划更加精确地应用到患者的方法。例如，在本发明的一个实施例中，该方法包括下列步骤：将可跟踪体连接到旋转组件的预选部分，该旋转组件位于相对于治疗装置的等中心的预定三维坐标位置的预定偏移位置；当其存在时，通过在沿旋转组件的旋转路径的至少一个可跟踪体位置分析和采样来检测旋转组件几何形状的偏移，以校验可跟踪体跟踪装置所用的参考可跟踪体确定的等中心坐标系的定义。该方法还包括下列步骤：在应用治疗计划期间通过发送表示可能等中心坐标系定义失败的存在的信号来响应偏移检测，当其存在时。

更加具体地，可以通过下列步骤检测偏移：参考可跟踪体确定等中心的第一测定三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向，参考可跟踪体检测器的固定可跟踪体检测器偏移位置确定等中心的第二三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向，比较等中心的第一和第二确定三维坐标位置和/或等中心坐标系的确定第一和第二取向。等中心的第一和第二测定三维坐标位置和/或等中心坐标系的第一和第二确定取向之间的明显差异表示可能等中心坐标系定义失败。也可以通过下列步骤检测偏移：确定位于旋转组件的旋转路径的可跟踪体的多个三维坐标可跟踪体位置，将确定的三维坐标可跟踪体位置与旋转组件的预定旋转路径相比较。多个测定三维坐标可跟踪体位置中的每一个与和旋转组件的预定旋转路径基本一致的位置的明显偏移表示可能等中心坐标系定义失败。

优选地，本发明的实施例可以排除对特定质量保证检验的需求，该检验用于确定是否在表示等中心坐标系的等中心的校正跟踪系统的校正位置中已经发生无意变化。本发明的实施例可以使用能够相对预定等中心位置固定放置以连续指示等中心坐标系的位置和取向的可跟踪组件。便利地，可以将该可跟踪组件以相对物理等中心位置非常近的距离安装到放射传送或治疗装置上，使其在治疗传送期间是基本可视的。优选地，排除了对稳定或以任何其它形式精确校正的照相机或光学检测/跟踪系统或装置的需求，可跟踪组件而不是照相机或光学检测/跟踪系统或装，可以作为关于物理等中心位置的固定物。然而，优选地，在本发明的一个实施例中，当将可跟踪系统或装置被精确校正到等中心位置时，系统是过度指定的并为操作员提供等中心坐标系的定义的校验。优选地，本发明的实施例可以包括多个可跟踪体，用于提供不同旋转组件和患者目标(例如目标肿瘤)的全部六个自由度，同时表示等中心的位置和等中心坐标系的取向。在放射传送期间，可跟踪组件和/或其它可跟踪体的连续位置和取向的可用性，允许连续、实时测量和校验等中心的跟踪系统定义和/或等中心坐标系的取向，以及连续、实时校验全部被跟踪项目的位置和取向。

附图说明

参照作为本说明书的一部分的附图中描述的实施例，将可以更加详细地理解上面概述的本发明的更加特定的描述，本发明的特征、优点及其它方面将是显而易见的。然而，值得注意的是，附图仅描述了本发明的不同实施例，因此不能认为附图限制了本发明可能包括在其它有效实施例中的范围。

图1是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的系统的透视图；

图2是根据本发明的实施例的可跟踪组件的透视图；

图3是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的系统的一部分的透视图，描述了确定治疗装置的等中心位置；

图4是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的系统的一部分的透视图，描述了确定治疗装置的等中心的位置和取向；

图5是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的系统的一部分的透视图，描述了用于确定治疗装置的等中心的多种方法；

图6是根据本发明的实施例的治疗装置的透视图，描述了具有不完整性的旋转组件的旋转路径；

图7是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的程序产品的示意图；

图8是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的方法的流程图，描述了确定治疗装置的等中心的过程；

图9是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的方法的高级流程图；

图10是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的方法的流程图，描述了校验等中心坐标系的定义的步骤；

图11是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的方法的流程图，描述了分析沿旋转组件的旋转路径的可跟踪体的采样位置的步骤；

图12是根据本发明的实施例的用于监控治疗装置几何形状的方法的流程图，描述了响应等中心坐标系中偏移的检测的步骤。

具体实施方式

下面将参照描述本发明的实施例的附图更加全面地描述本发明。然而，可以以多种不同形式实现本发明，不能认为本发明限制在所描述的实施例中。更恰当地是，提供这些实施例是为了使公开更加彻底和完全，并将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。相同数字表示相同的元素。主要符号(如果使用)在替代实施例中表示相似元素。

有效疗法治疗，诸如，例如，放射疗法，依赖于精确定位和定义放射束的能力。放射束的空间位置由治疗装置的物理几何形状定义。治疗装置的旋转组件的几何形状定义临床医生用以确定放射束的位置和患者定位的治疗装置坐标系。将该坐标系的原点称为“等中心”，而将该坐标系称为“等中心坐标系”。很多治疗系统依赖于用于在放射传送期间可靠表示等中心坐标系的校正跟踪系统的精确度。然而，这些系统易于遭受到校正位置中的无意变化。例如，典型可跟踪体跟踪系统或装置的“照相机”或可跟踪体检测器是可以从治疗装置结构性移动很长距离并固定连接到墙壁或顶棚安装，并由此，受到照相机/检测器安装中甚至轻微移动的影响。因此，优选地，如图1-12中描述的那样，本发明的实施例提供用于监控治疗装置的旋转组件几何形状以确定可跟踪体跟踪系统或装置所用等中心坐标系定义的正确性的一种系统、装置、可跟踪体组件、程序产品和方法。

可能最好地如图1所示，系统30一般包括具有一个或多个诸如，例如，线性加速器31的旋转组件的治疗装置。下面的讨论将仅出于描述目的提及在图1中示出的线性加速器31。本领域技术人员已知的其它治疗装置，包括但不限制在磁共振成像(“MRI”)或计算机层析(“CT”)扫描器件，也在本发明的范围内。线性加速器31具有作为放射发射器的旋转束准直器组件33、旋转托台组件35、旋转治疗台组件37，每个优选由控制器39控制。系统30还包括为控制器39提供治疗传送指令的应用计算机41。系统30还包括与旋转托台组件35相连的可跟踪组件43。可跟踪组件43(也见图2)包括固定连接的第一可跟踪体45，其具有在其上放置的多个指示器47，作为参考固定物。可跟踪组件43还可以包括枢轴连接的第二可跟踪体49，其也具有在其上放置的多个指示器47，提供用于确定旋转托台组件35的旋转角的数据。系统30还包括用于跟踪可跟踪体的系统或装置51，其包括用于检测指示器47的位置的可跟踪体检测器53和与可跟踪体检测器53通信的用于确定第一和第二可跟踪体45、49的位置和/或取向的确定器55。确定器55还确定等中心坐标系的等中心57的位置，并可以确定关于旋转托台组件35的旋转路径数据。

更加具体地，在本发明的一个实施例中，系统30包括将放射传送到患者P中的目标T的治疗装置，诸如线性加速器31。线性加速器31具有多个旋转组件，包括：作为放射发射器的旋转束准直器组件33、定位放射束的旋转托台组件35、定位患者P的旋转治疗患者台组件37。这些旋转组件一起用于引导放射束穿过患者P的目标T。每个旋转组件具有在不同平面内的旋转路径和旋转轴。具有存储器59和存储在存储器59中的治疗计划的应用计算机41为线性加速器31提供治疗传送指令。旋转托台组件35具有托台旋转轴G和位于托台旋转外部圆周附近的托台顶部60，托台顶端60用于根据来自控制器39的信号朝向旋转托台轴G的中心引导放射束。旋转束准直器组件33与托台顶部60相连并由其定向。旋转束准直器组件33沿束轴C产生放射束，并且根据配置可以定形放射束的轮廓。旋转治疗患者台组件37具有治疗台旋转轴TT并位于托台组件35的邻近处，以在治疗之前及期间相对于等中心57移动患者P的目标T的位置。旋转托台组件35的旋转轴G一般与束轴C在定义线性加速器31的等中心坐标系的等中心57(原点)的三维坐标交叉。

如图1-4所示，系统30包括用于跟踪可跟踪体的子系统或装置，此后称为“可跟踪体跟踪装置”51。可跟踪体跟踪装置51包括诸如，例如，可跟踪体检测器53的优选光学可跟踪体检测器或照相机子系统，和确定器55。可跟踪体检测器53包括与线性加速器或其它治疗装置和可跟踪组件43空间分离放置的检测器体61。可跟踪组件43被定位成由可跟踪体检测器53进行观察/检测。可跟踪组件43包括在相对于等中心57的预定三维坐标系定义的预定偏移位置处并沿旋转托台组件35的旋转路径RP(图4)与旋转托台组件35的预选部分固定连接的第一可跟踪体45。第一可跟踪体45具有多个单独的且空间分离的指示器47，每个指示器连接到该第一可跟踪体45上面的单独预选位置以便为可跟踪体检测器53指示多个指示器47的每个指示器47的单独三维坐标位置。指示器47的优选形式是诸如，例如，向后反射球的无源指示器，其优选提供达到180度的反射视场并减少与有源指示器相关的固有配线的需求。然而，值得注意的是，指示器47的形式可以是包括有源发射器的其它形式。

可跟踪体检测器53优选是光学检测器或照相机探测器子系统，诸如，例如，照相机或光电运动测量系统，已知的如由位于加拿大的安大略省的Northern Digital Inc.公司生产的Polaris，具有一对光学接收器63，每个具有视场并适于接收多个指示器47中的每一个当位于视场中时发射或反射的光学能量。以这种形式，当每个指示器47同时位于两个光学接收器63的视场中时，接收器63可以检测可跟踪组件43的多个指示器47中的每一个的三维球形位置，以产生多个位置信号。当多个指示器47的形式是光学向后反射球时，检测器53可以包括一对照明器，诸如，红外线照明器67，每个单独位于一个接收器63的邻近处，以当每个指示器47位于各自邻近接收器63的视场中时选择性照明多个指示器47中的每一个。

参照图1和3，确定器55与可跟踪体检测器53通信，以接收和处理由可跟踪体检测器53产生的多个位置信号。通过使用优选存储在确定器55的存储器69中的预定变换矩阵M(图3)，确定器55可以参考第一可跟踪体45来确定(在可跟踪体跟踪装置/照相机空间中)等中心57的三维坐标系定义。另外如图3所示，可跟踪体跟踪装置51具有在检测器体61表面上描述的预选可跟踪体检测器坐标系。可以以与可跟踪体检测器53的固定关系建立具有预选原点和取向的预选可跟踪体检测器坐标系，以定义可跟踪体检测器偏移位置O。值得注意的是，变换矩阵M表示可以用于相对于某些其它坐标系关联或变换坐标系的位置(定位)和取向的数学构造。变换矩阵M的优选形式是称为4×4矩阵的形式。这种变换矩阵定义了一组三旋转(到新取向)和一组三平移(到新位置)。可以将变换矩阵联系在一起以便将坐标系的位置和取向与后续一系列坐标系相关联。还值得注意的是，关于等中心的词汇“位置”或“定位”一般指定等中心的x、y和z坐标。关于等中心的词汇“取向”指定等中心坐标系的坐标轴的方向矢量。

在本发明的优选实施例中，可跟踪体检测器53检测作为等中心57和等中心坐标系的参考固定物的第一可跟踪体45。然后，确定器55确定优选中心位于可跟踪体检测器偏移位置O的分配可跟踪体参考坐标系和优选中心位于第一可跟踪体45的确定位置的参考坐标系之间的变换矩阵M”。确定器55可以接收或取回预定变换矩阵M，该预定变换矩阵M提供或表示中心位于第一可跟踪体45的第一可跟踪体位置(通常与第一可跟踪体45的描述位置一致)的第一可跟踪体参考坐标系和中心位于等中心57的物理三维坐标位置的等中心坐标系之间的变换。连同变换矩阵M”，为确定器55提供了用于将等中心57的三维坐标系定义变换到检测器/照相机空间的足够数据。当优选校正到可跟踪体检测器53时，第一可跟踪体45为等中心57的三维坐标位置提供了现成参考。值得注意的是，通常将在可跟踪体检测器/照相机空间中的等中心57的三维坐标系定义的确定称为将可跟踪体跟踪装置51校正到等中心57的物理三维坐标位置和等中心坐标系的取向的空间内的位置。

由于可以容易地确定相对于可跟踪体检测器53的可跟踪体检测器偏移位置O的第一可跟踪体45的坐标系定义，所以不需要将检测器体61的三维坐标位置(位置和/或取向)保持在单独参考相对于可跟踪体检测器偏移位置O确定等中心57的三维坐标系定义时所需要的高度稳定的位置。也就是说，这利于容易地移动检测器53而不损失对等中心57的参考，这是因为可以由第一可跟踪体45为等中心57提供相对参考，而不是由检测器53执行参考固定物的功能。另外，具有这种参考固定物，特别是位置靠近等中心57的那个，提供了额外的明显优点。可跟踪体检测器53和等中心57之间的距离越大，可跟踪体跟踪装置51的精确度越差。另外，优选地，与仅确定和保持对等中心57的参考所需的相比，第一可跟踪体45允许将可跟踪体检测器53放置在不太侵入的位置且不必稳固安装。

可能最好地如图4所示，由于第一可跟踪体45与诸如旋转托台组件35的旋转组件相连，显而易见的是，变换矩阵M保持对可能将随着旋转托台组件35的旋转而旋转的等中心57的参考。等中心坐标系的取向和第一可跟踪体45一起相对于治疗装置(线性加速器31)和治疗室的非旋转部分概念性地旋转。然而，物理等中心57和等中心坐标系的相应预选取向保持静止并且相对于治疗装置和治疗室的非旋转部分不随着旋转托台组件35的旋转而旋转。因此，在做出确定时，第一可跟踪体45可以一般仅用于产生对具有相对第一可跟踪体45的取向定向的坐标系轴的等中心57的参考。因此，优选地，在本发明的一个实施例中，可跟踪组件43可以还包括与第一可跟踪体45(如图所示)相连的或单独与旋转托台组件35的优选邻近预选部分相连的第二可跟踪体49。当将旋转托台组件35旋转离开如位置I所示的初始参考位置时，可以将第二可跟踪体49用于确定或校正参考第一可跟踪体45确定的等中心坐标系的相关取向。

出于这种目的，且可能最好地如图2所示，第二可跟踪体49具有最近体末端部分71，其不是固定安装的，而是枢轴连接到旋转托台组件35，或连接到或邻近第一可跟踪体45。第二可跟踪体49还具有自由移动末梢体末端部分73和连接并延伸在最近体末端部分71和末梢体末端部分73之间的中间体部分75。与第一可跟踪体45相似，第二可跟踪体49的中间体部分75可以具有诸如指示器47的多个单独的且空间分离的指示器，每个指示器连接到第二可跟踪体49的单独的预选位置，也用于为可跟踪体检测器53指示每个指示器47的三维坐标位置。该枢轴最近末端/自由末梢末端配置可以提供响应地心引力的钟摆型动作，使第二可跟踪体能够保持由确定器55用作参考取向的恒定取向(如垂直方向所示)。

为了在旋转托台组件35的旋转期间提供这种钟摆型动作和保持基本恒定取向，可以将第二可跟踪体49连接到可以包括减振器(未示出)的优选不可跟踪支架77，如本领域技术人员已知且可以理解的，以防止过度的不需要的震动。可以适当地用一个重物或多个重物79来加重第二可跟踪体49，以便在旋转托台组件35的旋转期间，共同将第二可跟踪体49保持在基本恒定取向。优选地，在可跟踪组件43的示出的实施例中，第一可跟踪体45的主体具有平板配置，其可以使第二可跟踪体49能够在第一可跟踪体45的界限内自由旋转而不阻碍第一可跟踪体45携带的任何指示器47，同时保持旋转组件的紧密轮廓。

上面描述的由第二可跟踪体49提供的参考取向使确定器55能够校正或调整参考第一可跟踪体45确定的等中心坐标系的相关取向。该错误取向是由通常当携带可跟踪组件43的旋转托台组件35旋转离开其初始参考位置I(图3)时存在的旋转误差造成的，如垂直方向所示。更加具体地，为了确定等中心坐标系的取向，确定器55首先分别确定第一和第二可跟踪体45、49的取向。然后确定器55可以确定与旋转托台组件35从初始参考位置I的旋转位置有关的第一可跟踪体的旋转角。这可以通过确定第一和第二可跟踪体45、49之间取向的角差异来实现。可以通过以与第一和第二可跟踪体45、49的各自取向之间的角差异有关的量将从第一可跟踪体45确定的等中心57的参考取向概念性地旋转，来确定等中心坐标系的校正取向。因此，优选地，可以使用相同预定变换矩阵M而不管可能由于旋转托台组件35的旋转而变化的第一可跟踪体45的旋转取向，来提供(确定)等中心坐标系的精确参考取向(和位置)。

如图5和6所示，在本发明的一个实施例中，确定器55还可以检测或确定可能等中心坐标系定义失败，当其存在时。为了做到这一点，如图5所示，可以选择包括诸如偏移位置O的可跟踪体检测器参考偏移位置的可跟踪体检测器参考坐标系来“过指定”系统30。这允许实现等中心57的单独且独立确定，一个参考放置在旋转托台组件35上的固定物(例如，可跟踪体45)，另一个参考通常和检测器53的体61相关联的不可动固定物。

例如，通过使用第二预定变换矩阵M’，不参考第一可跟踪体45的可跟踪体参考位置，而是参考可跟踪体检测器参考偏移位置O，确定器55可以做出等中心57的三维坐标系定义的第二独立确定。也优选存储在确定器55的存储器69中的第二预定变换矩阵M’可以提供或表示可跟踪体检测器参考坐标系(通常与偏移位置O一致)和等中心坐标系(通常与等中心57的物理三维坐标位置一致)之间的变换。然后可以比较等中心57的单独测定三维坐标位置。明显差异将表示可能等中心坐标系定义失败。值得注意的是，以在可跟踪体检测器53和可跟踪体45及可跟踪体45和等中心57之间的指向等中心57的箭头形式示出变换矩阵，仅是出于描述目的。可以在每个方向实现不同坐标系的变换。

值得注意的是，虽然可能等中心坐标系定义失败一般是由于可跟踪体45或可跟踪体检测器53由安装失败引起的无法预料的不需要运动，可能等中心坐标系定义失败可以由旋转组件的错配或部分失败引起。还值得注意的是，虽然在本发明的优选实施例中，优选分配预选可跟踪体检测器参考坐标系与可跟踪体检测器53的主体61的部分的位置相一致(如示出的那样)，可以改为分配到相对于治疗装置和治疗室为静态的单独不可动可跟踪固定物(未示出)。这种配置允许“过指定”系统30，而不需要使可跟踪体检测器53固定不动。这种替代配置使墙壁振动或其它外部刺激引起的可跟踪体检测器53的运动导致的不精确度最小化。另外，这种替代允许放置小的且不太需要保持的固定物，并因此，这种固定物不太可能无意地运动或不需要运动。

作为检测或确定可能等中心坐标系定义失败的替代方法，如图6所示，确定器55可以沿旋转托台组件35的旋转路径RP确定多个采样二或三维坐标第一可跟踪体位置S。测定位置S提供可以与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’相比较的当前旋转路径数据，路径RP’通常称为“质量保证(QA)圆圈”，优选以旋转路径数据集的形式存储在确定器55的存储器69中。因此，确定器55可以确定是否多个测定第一可跟踪体位置S明显偏离了与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’基本一致的位置(例如，示出的位置S’)。这种偏移表示可能等中心坐标系定义失败。

在本发明的一个实施例中，在将治疗计划应用到患者P之前或期间，通过发送表示可能等中心坐标系定义失败的存在的信号，确定器55可以响应偏移的这种检测或确定。另外，在本发明的一个实施例中，其中确定器55与应用计算机41通信，应用计算机41可以将存在偏移通知操作员，向治疗装置的控制器39发送信号以结束治疗传送，和/或当治疗装置为诸如线性加速器31的形式时，向控制器39发送信号以所需要的程度调整放射束方向或强度以补偿偏移。另外，为了响应这种偏移，确定器55可以投射根据第一可跟踪体45而不管旋转托台组件35的旋转角A如何(图4)的等中心57的再计算三维坐标系定义。

另外，在本发明的一个实施例中，系统30可以包括能够提供患者位置数据的第三可跟踪体。例如，在本发明的一个实施例中，可以将，诸如，例如，Smetak等人在题为“System and Tracker for Tracking anObject and Related Methods”的美国专利申请序号10/957,128中公开的或合适替代物的，具有在其上安装的多个单独的且空间分离的指示器47的可跟踪体80(图6)，在相对于患者P的目标T的预定偏移位置连接到旋转治疗台组件37的预选位置。在本发明的这个实施例中，为了响应偏移检测，确定器55可以确定目标T的位置，以使应用计算机41能够向控制器39发送信号，如果被授权这样做，调整旋转治疗台组件37的位置，以移动目标T使其与等中心57的校正三维坐标系定义相一致。

如图7所示，可以在硬件和/或软件/程序产品中实现确定器55的功能，然而，在本发明的优选实施例中，确定器55的功能几乎完全在软件/程序产品中实现，软件/程序产品预载在确定器55的存储器69中或包含在诸如，例如，光盘、便携式硬盘驱动器、远程计算机等的单独存储介质上。相应地，系统30还可以包括诸如几何形状分析程序产品81的程序产品，以分析治疗装置几何形状。值得注意的是，程序产品81的形式可以是提供控制硬件功能并指导其操作的有序操作的特定集合或多个集合的微码、程序、程序指令和符号语言，如本领域技术人员已知和可以理解的那样。还值得注意的是，为了简化，以单一单独部件形式图示出了确定器51(图1)，以位于确定器55的存储器69中的形式描述了几何形状分析程序产品81。

然而，实际上优选实施确定器55以便其分布在可跟踪体检测器53和图示的确定器55之上，或在远程计算机中(未示出)。相应地，几何形状分析程序产品81的全部或部分可以位于可跟踪体检测器53和确定器55中，和/或部分地或全部在远程计算机中(未示出)。实际上，在本发明的优选实施例中，几何形状分析程序产品81至少部分地位于可跟踪体检测器53中。因此，可跟踪体检测器53的物理实施例也可以包括确定器55的物理和功能实施例的一部分。出于这种目的，图示的可跟踪体检测器53通常包括其自己的处理器和存储器(未示出)。

如图7所示，几何形状分析程序产品81包括可跟踪体位置和取向确定器83，其具有能够确定可跟踪体位置的可跟踪体位置确定器85和能够确定可跟踪体取向的可跟踪体取向确定器87，这两者的形式均可以是整体模块或单独模块。当装载到确定器55的存储器69中时，可跟踪体位置和取向确定器83被定位成接收并响应由可跟踪体检测器53产生的表示多个单独的且空间分离的指示器47的单独三维坐标位置的多个位置信号。

可跟踪体位置和取向确定器83可以识别第一和第二可跟踪体45、49，并使它们的各自指示器47关联到指派给每个各自可跟踪体45、49的预选坐标系。这可以通过使用存储在存储器69中的定义表84或通过本领域技术人员已知的其它合适的可跟踪体识别器来实现。结果是识别第一和第二可跟踪体45、49，和确定第一和第二可跟踪体45、49的三维坐标可跟踪体位置和/或取向。

可以将第一和第二可跟踪体45、49的多个指示器47放置在各自体45、49上，以便每一个具有在指示器47彼此之间的唯一片段长度。这种放置使可跟踪体跟踪装置51能够当由可跟踪体检测器53观察时唯一地识别每个预选可跟踪体。同样地，可以相对于指派或预选给各自可跟踪体45、49的坐标系的所选原点定位各自可跟踪体45、49的多个指示器47(见，例如，图4)。这种几何形状可以使可跟踪体位置和取向确定器83能够确定单独指派给可跟踪体45、49的坐标系的原点三维坐标位置和每个轴的线性方向(方向矢量)，可以用于定义预选可跟踪体45、49的位置和取向。然而，本领域技术人员已知的定义位置和取向的其它方法也在本发明的范围内。

几何形状分析程序产品81包括可以用作单一集成模块或单独模块的等中心位置和取向确定器93，其包括能够确定等中心57的位置的等中心位置确定器95和能够确定等中心57的取向的等中心取向确定器97，这两者的形式均可以是整体模块或单独模块。等中心位置和取向确定器93响应第一可跟踪体45的测定三维坐标位置和第一预定变换矩阵M(图3和4)，以确定等中心57的第一三维坐标位置。值得注意的是，如前面所述，预定变换矩阵M表示旋转组件(旋转托台组件35)上的第一可跟踪体45的第一可跟踪体参考坐标系和治疗装置(例如，线性加速器31)的预定/预选等中心坐标系之间的变换。

如图4和7所示，在本发明具有先前描述的第二可跟踪体49的实施例中，也可以容易地确定等中心坐标系的取向。响应第一和第二可跟踪体45、49的测定取向的等中心位置和取向确定器93，可以确定测定取向之间的角差异。角差异表示旋转托台组件35从初始位置I(图4)的旋转角A(图4)和可以用于确定等中心坐标系的三维取向的等中心角校正因子。因此，优选地，几何形状分析程序产品81可以用于参考沿旋转托台组件35的不同位置而不依赖旋转托台组件35的旋转角A，使用相同预定变换矩阵M，确定等中心57的位置和等中心坐标系的取向。

如图7所示，几何形状分析程序产品81还可以包括偏移检测器101，其能够检测诸如旋转托台组件35的旋转组件几何形状的偏移，该偏移表示可能等中心坐标系定义失败。值得注意的是，如前面所述，偏移可以由携带第一可跟踪体45的旋转组件的故障或无法预料的运动引起，虽然其通常是第一可跟踪体45或可跟踪体检测器53的不当运动造成的。在将治疗计划应用到患者P之前或期间，偏移响应器103可以通过发送表示可能等中心坐标系定义失败的存在的信号，响应这种偏移的检测。在本发明的一个实施例中，其中确定器55与应用计算机41通信(图1)，应用计算机41可以将偏移存在通知操作员，向治疗装置的控制器39发送信号以结束治疗传送，和/或当治疗装置是诸如线性加速器31的形式时，向控制器39发送信号以调整放射束的方向或强度或，如果被提供授权，以所需要的程度重新定位旋转治疗台组件37以补偿偏移。

如图5和7所示，在本发明的一个实施例中，等中心位置和取向确定器93可以接收也优选存储在存储器69中的第二预定变换矩阵M’，以确定等中心57的第二测定三维坐标位置，但改为参考固定可跟踪体检测器偏移位置O。值得注意的是，如前面所述，预定变换矩阵M’优选表示预定等中心坐标系和通常与偏移位置O一致的可跟踪体检测器参考坐标系之间的变换。

可跟踪体检测器参考偏移位置优选分配给可跟踪体检测器53或可选地分配给考虑可跟踪体检测器53和考虑等中心57的物理等中心坐标位置定位的不可动非旋转(静态)固定物(未示出)。在本发明的这个实施例中，偏移检测器101包括等中心比较器105，其能够接收如上所述确定的等中心57的第一和第二测定三维坐标位置，并能够比较等中心57的第一和第二三维坐标位置。等中心57的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。等中心比较器105还可以比较等中心坐标系的第一和第二取向。等中心坐标系的第一和第二取向之间的明显差异也可以表示可能等中心定义失败。上述比较可以单独进行或结合等中心57的第一和第二测定三维坐标位置/坐标系定义之间差异的比较。

如图6和7所示，在本发明的一个实施例中，可跟踪体位置和取向确定器93可以确定位于旋转托台组件35的旋转路径RP的多个三维坐标可跟踪体位置S。在该实施例中，偏移检测器101可以包括旋转路径比较器107，其将多个测定可跟踪体位置S与优选以数据集的形式的旋转托台组件35的预定旋转路径RP’相比较，以确定是否测定多个第一可跟踪体位置S中的每一个明显偏离了与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’基本一致的位置(例如，位置S’)。这种偏移表示可能等中心定义失败。

需要着重指出的是，虽然已经以完全功能系统的内容描述了本发明的实施例，本领域技术人员应该理解的是本发明的机制和/或其方面能够以用于由处理器、多个处理器或相似物执行的不同形式的指令的计算机可读介质的形式分配，以及不管用于实际实现分配的信号承载介质的特定类型，本发明可以等同应用。计算机可读介质的示例包括但不限制在：诸如只读存储器(ROM)、CD-ROM和DVD-ROM的非易失硬编码型介质，或可擦除、电可编程只读存储器(EEPROM)、诸如软盘、硬盘驱动器、CD-R/RW、DVD-R/RW、DVD+R/RW、闪存驱动器及其它更新型存储器的可记录型介质，以及诸如数字和模拟通信线路的传送型介质。

如图1-12所示，本发明的实施例还包括可由监控具有一个或多个旋转组件的装置的几何形状的计算机读取的计算机可读介质。例如，出于描述目的再次参考线性加速器31(图1)，将可跟踪体45沿旋转托台组件35的旋转路径连接到旋转托台组件35的一部分。将多个优选光学可跟踪指示器47连接到可跟踪体45，以提供光学可跟踪指示器47的位置数据。可跟踪体跟踪装置51包括用于检测每个指示器47的位置的可跟踪体检测器53，和与可跟踪体检测器53通信的确定器55。确定器55，检测器53/确定器55的组合，或远程计算机(未示出)，可以执行监控几何形状(线性加速器31的一个或多个旋转组件33、35、37)的计算机的功能。优选地，这种监控可以在患者治疗传送之前或期间实现。

在本发明的这个实施例中，计算机可读介质包括具有一系列指令的程序产品，当指令由计算机执行时，使计算机执行下列操作：接收由可跟踪体检测器53产生的多个位置信号。可能最好地如图3所示，指令还包括执行下列操作的指令：从多个位置信号确定可跟踪体45的三维坐标可跟踪体位置；接收表示可跟踪体45的可跟踪体参考坐标系和装置(例如，线性加速器31)的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵M；响应可跟踪体45的测定可跟踪体位置和预定变换矩阵M，确定线性加速器31的等中心57的各自三维坐标系定义。该确定可以在测试线性加速器31期间或在患者治疗传送期间“不工作时”实现，不需要中断治疗传送。

可以将第二可跟踪体49连接到旋转托台组件35。第二可跟踪体49也具有诸如指示器47的多个单独的且空间分离的可跟踪体指示器。第二可跟踪体49优选保持一般恒定的取向，以提供可以用于确定第一和第二可跟踪体45、49的取向的优选垂直参考取向。在本发明的这个实施例中，由可跟踪体检测器53产生的多个位置信号也可以表示第二可跟踪体49的多个单独的且空间分离的可跟踪体指示器47的单独三维坐标位置。相应地，指令也可以包括执行下列操作的指令：从位置信号确定第一可跟踪体45的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体49的相应第二可跟踪体取向。另外，响应第一可跟踪体取向和相应第二可跟踪体取向，指令可以包括执行下列操作的指令：确定第一和第二可跟踪体取向之间的角差异(图4)，以定义与旋转托台组件35的旋转角A(图4)有关的等中心坐标系角校正因子；响应角校正因子或旋转角A，不依赖于旋转托台组件35的旋转角A来确定线性加速器31的等中心坐标系的优选三维取向。

计算机可读介质也可以包括一系列指令，当由计算机执行时，指令使计算机执行下列操作：接收第二预定变换矩阵M’(图5)，其表示可跟踪体检测器53的可跟踪体检测器参考坐标系，通常与偏移位置O一致的位置(图5)，和线性加速器31的预定或预选等中心坐标系之间的变换；响应第二预定变换矩阵M’，参考可跟踪体检测器53(例如，偏移位置O)独立确定等中心57的第二三维坐标位置。

指令还可以包括执行下列操作的指令：比较等中心57的第一和第二三维坐标位置。等中心57的第一和第二三维坐标位置之间的明显差异可以表示可能等中心定义失败。另外，指令也可以包括执行下列操作的指令：独立确定对应等中心57的第二测定三维坐标位置的等中心坐标系的第二取向，比较等中心坐标系的第一和第二测定取向。等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异也可以表示可能等中心定义失败。

优选地，认识到等中心57的坐标系定义中的可能失败可以使诸如，例如，线性加速器31的治疗装置的操作员，能够在治疗传送之前校验监控的旋转组件的功能性，并可以使操作员在放射治疗传送期间能够中断放射治疗传送，以防止过治疗或欠治疗目标组织结构T(图1)和防止将过量放射传送到非目标组织结构。

另外，指令也可以包括执行下列操作的指令：在第一可跟踪体45关于旋转托台组件35(图4)的位置(角位置)，该位置符合可能等中心定义失败，确定第一可跟踪体45的测定取向和相应的第二可跟踪体49的测定取向之间的差异。指令还包括执行下列操作的指令：从比较确定角位置；响应第一可跟踪体45的确定角位置，确定引起可能等中心定义失败的位置。

在本发明的替代实施例中，指令可以包括执行下列操作的指令：接收定义旋转托台组件35的预定旋转路径RP’的数据集，以定义旋转路径数据集；响应多个测定可跟踪体位置S和旋转路径数据集，确定是否一个测定可跟踪体位置或多个位置S明显偏离了与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’基本一致的位置(如S’所示)。这种偏移表示可能等中心定义失败。指令还可以包括执行下列操作的指令：响应测定或检测偏移，确定等中心57的校正三维坐标位置和等中心坐标系取向。

如图4和8所示，本发明的实施例还包括用于确定诸如线性加速器31的具有至少一个旋转组件的治疗装置的等中心57的坐标系定义以便可以更加精确地将治疗计划应用到患者P(图1)的方法。例如，在本发明的一个实施例中，方法包括确定(块110)第一可跟踪体45的三维坐标位置(位置和/或取向)的步骤，其中第一可跟踪体45与一个诸如，例如，旋转托台组件35的旋转组件的预选部分相连，并位于相对线性加速器31的等中心57的预定(物理)三维坐标位置偏移的预定可跟踪体参考位置。第一可跟踪体45具有诸如指示器47的一系列的多个单独的且空间分离的指示器，每个指示器连接在该第一可跟踪体45上的单独预选位置以表示一系列多个指示器47中的每个指示器47的单独三维坐标位置，以便提供第一可跟踪体45的三维位置数据。在已经确定第一可跟踪体45的三维坐标位置后，通过应用表示第一可跟踪体45和等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵M，可以容易地确定等中心57的三维坐标系定义(块113)。值得注意的是，一般将确定等中心57的三维坐标系定义称为校正程序，其中将等中心57的物理位置和等中心坐标系的取向转换为能够由应用计算机41用于表达和传送治疗计划的电子位置。

由于第一可跟踪体45与旋转组件相连，本质上，其具有随旋转组件35的旋转而变化的取向。因此，在本发明的一个实施例中，不依赖旋转托台组件35的旋转角A，通过将与旋转角A有关或相等的等中心角校正因子应用到由第一可跟踪体45提供的等中心坐标系的测定三维坐标位置和相关取向，确定线性加速器31的等中心坐标系的三维取向。为了确定等中心校正因子，可以将第二可跟踪体49优选枢轴连接到或邻近第一可跟踪体45。第二可跟踪体49具有携带诸如指示器47的一系列多个单独的且空间分离的指示器的中间体部分75，每个指示器连接到其上的单独预选位置。指示器47表示一系列多个指示器47中每个指示器47的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体49的第二可跟踪体取向数据。具有枢轴连接的最近体末端部分71和自由移动的末梢体末端部分73使第二可跟踪体49能够保持基本恒定的参考取向，和旋转托台组件35的旋转角A无关。

通过确定第一和第二可跟踪体45、49的取向(块115)，比较该取向(块117)以确定角差异，可以容易地确定旋转托台组件35的旋转角A和等中心角校正因子。然后通过将等中心角校正因子应用到具有相对于第一可跟踪体45的取向确定的取向的等中心57的三维坐标位置，可以不依赖旋转托台组件35的旋转角A，确定等中心坐标系的取向(块119)。也就是说，为了正确确定相对于线性加速器和/或治疗室的非旋转部分的等中心57的位置和等中心坐标系的取向，可以以与旋转托台组件35的旋转角A有关的量，概念性地旋转或“定向”和相对于第一可跟踪体45确定的等中心57的位置相关联的等中心坐标系的取向。

如图9-11所示，本发明的实施例还包括监控诸如线性加速器31的具有诸如旋转托台组件35的至少一个旋转组件的治疗装置的几何形状以便可以更加精确地将治疗计划应用到患者的方法。例如，在本发明的一个实施例中，方法包括，当其存在时，检测诸如线性加速器31的治疗装置的旋转组件几何形状中的偏移的步骤(块130)，以及，如果检测到偏移(块160)，响应该检测偏移(块170)。

如图4-6和9-12所示，检测偏移的步骤(块130)可以包括下面两个步骤中的一个或两个：校验诸如可跟踪体跟踪装置51的可跟踪体跟踪系统或装置的参考可跟踪体45确定的等中心57(块140)的定义，和/或分析诸如可跟踪体45的优选光学可跟踪体(块150)沿旋转托台组件35的旋转路径RP的采样位置。在前者中，可跟踪体45与旋转托台组件35的预选部分相连且位于相对于线性加速器31的等中心57的预定三维坐标位置偏移的预定可跟踪体位置。

更加具体地，如图5、9和10所示，可以如下检测偏移：参考可跟踪体45的可跟踪体位置和/或取向确定等中心57的第一测定三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向(块141)，参考具有诸如，例如，可跟踪体检测器53的固定可跟踪体检测器偏移位置O的位置的不可移动固定物确定等中心57的第二三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向(块143)，比较等中心57的第一和第二测定三维坐标位置(块145)和/或比较等中心坐标系的第一和第二取向(块147)。等中心57的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异和/或等中心坐标系的第一和第二取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

同样，如图6、9和11所示，可以可选地如下检测偏移：确定位于旋转托台组件35的旋转路径RP的可跟踪体45的多个二或三维坐标可跟踪体位置S(块151)，将测定三维坐标可跟踪体位置S与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’相比较(块153)，以确定是否多个测定三维坐标可跟踪体位置S中的每一个明显偏离了与旋转托台组件35的预定旋转路径RP’基本一致的位置(例如，位置S’)。这种偏移表示可能等中心定义失败。

如图9和12所示，当检测到偏移时(块160)，方法还包括响应偏移检测的步骤(块170)。然后操作员可以继续或结束操作(块180)。如果操作继续，可以继续监控旋转托台组件35的几何形状。优选地，可以为操作员提供响应检测偏移的不同方法。在应用治疗计划之前或期间，可以如下实现对偏移检测的响应的步骤(块170)：发送表示可能等中心定义失败的存在的信号(块171)和/或确定等中心57的校正三维坐标位置和/或等中心坐标系的取向(块173)。这使操作员或在线性加速器示例中的应用计算机41能够停止放射治疗，或视需要，通过改变放射束形状或强度或旋转旋转治疗台组件37以重新定位目标T，将放射束的毗邻位置调整到目标T。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型优选实施例，虽然使用了特定术语，这些术语仅是用于描述而没有限制目的。已经特定参考示出的这些实施例相对详细地描述了本发明。然而，显而易见的是，在前面说明书中描述的和在权利要求中定义的本发明的精神和范围内，可以做出不同的修改和变化。例如，描述的和示出的治疗装置的形式是线性加速器。然而，本发明并不限制于这种装置，并可以用于需要监控装置几何形状以校验装置坐标系的定义的具有至少一个旋转组件的任何装置。同样例如，以具有存储器和几何形状分析程序产品的单一硬件的形式描述了确定器，然而，可以将确定器和/或确定器和几何形状分析程序产品的功能安装在检测器中、安装在示出的确定器中、安装在这两者中，或安装远程计算机中。另外，可以将程序产品独立存储在诸如光盘、便携式硬盘驱动器等的移动存储介质中，或位于单独的承载多种单独组份的存储介质上。另外，示出的恒定取向可跟踪体位于可变取向可跟踪体上。然而，其可以位于旋转组件上的不同其它位置。另外，可以使用本领域技术人员已知的用于保持恒定取向的其它方法实现恒定取向可跟踪体，诸如，例如，陀螺方法。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1. 一种用于监控治疗装置(31)的几何形状以由此检测可能等中心坐标系定义失败的系统(30)，该系统(30)包括具有相关联存储器(69)的应用计算机(41)，存储在存储器(69)中用于提供治疗传送指令的治疗计划，与应用计算机(41)通信的用于为患者提供放射治疗的治疗装置(31)，放射治疗装置(31)包括用于发射放射束的放射发射器(33)和用于引导具有束轴(C)的放射束穿过患者的目标(T)且具有在不同平面内的旋转路径(RP)和旋转轴(G)的旋转组件(35)，该旋转组件(35)的旋转轴(G)与束轴(C)在三维坐标中交叉以定义治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)，该系统的特征在于：

可跟踪体(43)，其在相对于等中心(57)的预定三维坐标位置的预定可跟踪体偏移位置处与旋转组件(35)的预选部分(60)固定连接，该可跟踪体(43)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到在该可跟踪体上的单独预选位置并且用于被跟踪以表示多个指示器(47)中的每个指示器(47)的单独三维坐标位置；

用于跟踪可跟踪体(43)的装置(51)，包括：

具有检测器体(61)和接收器(63)的可跟踪体检测器(53)，该检测器体(61)与治疗装置(31)空间分离放置，该接收器(63)用于接收由多个指示器(47)的子集提供的能量，以由此检测三维位置并产生表示多个指示器(47)的子集的三维坐标位置的多个位置信号，

确定器(55)，其与可跟踪体检测器(53)通信并且响应由检测器(53)产生的多个位置信号，以确定多个指示器(47)的子集的三维坐标位置，以由此确定治疗装置(31)的等中心(57)的三维坐标位置并由此确定可能等中心坐标系定义失败，当其存在时。

2. 如权利要求1所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中；和

其中确定器(55)响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号和预定变换矩阵(M)，确定等中心(57)的三维坐标位置。

3. 如权利要求1或2所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中，用于分析治疗装置几何形状的几何形状分析程序产品(81)存储在该存储器(69)中；和

其中该几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体位置确定器(85)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体的至少一个三维坐标位置，

等中心位置确定器(95)，其响应可跟踪体(43)的至少一个测定三维坐标位置和存储在存储器(69)中的预定变换矩阵(M)，以确定等中心(57)的相应至少一个三维坐标位置。

4. 如权利要求1-3中的任一项所述的系统(30)，其中可跟踪体(43)包括第一可跟踪体(45)，其中一组多个指示器(47)是第一组指示器(47)，该系统(30)的特征还在于：

第二可跟踪体(49)，其具有枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的最近体末端部分(71)、自由运动末梢体末端部分(73)、连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，并具有第二组多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到第二可跟踪体(49)的单独预选部分以便为可跟踪体检测器(53)指示第二组多个指示器(47)中的每个指示器(47)的三维坐标位置。

5. 如权利要求4所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选第一可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中；和

其中确定器(55)，其响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号和预定变换矩阵(M)，确定第一和第二可跟踪体(45)、(49)的每一个的三维坐标位置和取向，以由此确定等中心(57)的各自三维坐标位置和等中心坐标系的取向。

6. 如权利要求4或5所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选第一可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中，用于分析治疗装置(31)几何形状的几何形状分析程序产品(81)存储在该存储器(69)中；

其中几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体取向确定器(87)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，

等中心取向确定器(97)，其响应第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，以确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)确定治疗装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

7. 如权利要求4-6的任一项所述的系统(30)，

其中第一可跟踪体(43)具有第一可跟踪体取向；

其中第一可跟踪体(43)基本固定到治疗装置(31)的旋转组件(35)的预选部分，以便在旋转组件(35)沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)从旋转组件(35)的预选旋转角(A)进行旋转期间，第一可跟踪体取向以对应于旋转组件(35)的预选部分的旋转角(A)的量进行旋转；

其中第二可跟踪体(49)具有第二可跟踪体取向；

其中第二可跟踪体(49)的最近体末端部分(71)与安装到或邻近第一可跟踪体(45)的非可跟踪体枢轴连接，以便在旋转组件(35)从预选旋转角(A)进行旋转期间，第二可跟踪体取向基本保持恒定。

8. 如权利要求2-7的任一项所述的系统(30)，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维位置是参考第一可跟踪体(45)确定的等中心(57)的第一三维位置，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的一个位置处以定义可跟踪体检测器(53)偏移位置，其中确定器(55)具有存储在存储器(69)中的用于表示预定等中心坐标系和可跟踪体检测器(53)参考坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)，其中响应于第二预定变换矩阵(M’)，确定器(55)参考可跟踪体检测器(53)偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标位置，其中确定器(55)比较等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

9. 如权利要求3-8的任一项所述的系统(30)，

其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)；

其中等中心(57)的测定三维坐标位置是参考第一可跟踪体(45)的三维坐标位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置；

其中可跟踪体检测器(53)具有预选可跟踪体检测器坐标系；

其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的预选位置处，以定义可跟踪体检测器坐标系的可跟踪体检测器偏移位置；

其中确定器(55)具有存储在存储器(69)中的用于表示预定等中心坐标系和预选可跟踪体检测器坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)；

其中等中心位置确定器(95)，其响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

其中几何形状分析程序产品(81)还包括等中心比较器(105)，其响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，以比较等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

10. 如权利要求1-9的任一项所述的系统(30)，其中该系统(30)还包括控制器(39)，其响应治疗计划的治疗传送指令，以控制放射束到患者的传送，其中确定器(55)与应用计算机(41)通信，其中确定器(55)响应可能等中心定义失败的确定，当这样确定时，向应用计算机(41)发送信号以执行下列操作中的至少一种：将存在可能定义失败通知操作员，向控制器(39)发送信号以结束放射传送，和向控制器(39)发送信号以所需要的程度来调整放射束方向或强度以补偿可能等中心定义失败。

11. 如权利要求1-10的任一项所述的系统(30)，

其中确定器(55)包括与其关联的存储器(69)和存储在存储器(69)中的旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)；

其中确定器(55)响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号，确定基本位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的一组第一可跟踪体位置(S)；

其中确定器(55)将该组的第一可跟踪体位置(S)中的每一个第一可跟踪体位置(S)与预定旋转路径(RP)相比较，以由此确定是否每个三维坐标可跟踪体位置(S)明显偏离了与预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

12. 如权利要求1-11的任一项所述的系统(30)，

其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)、存储在存储器(69)中的旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)，和存储在存储器(69)中的用于分析治疗装置几何形状的几何形状分析程序产品(81)；

其中几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体位置确定器(85)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)的多个第一可跟踪体位置(S)，

旋转路径比较器(107)，其响应多个测定第一可跟踪体位置(S)，以将测定的多个第一可跟踪体位置(S)与预定旋转路径(RP)相比较，以由此确定是否测定的多个第一可跟踪体位置(S)中的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

13. 如权利要求12所述的系统(30)，其中确定器(55)响应第一可跟踪体位置(S)中的每一个明显偏离与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置的确定，确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

14. 一种用于提供关于治疗装置(31)的旋转组件(35)的三维位置和角旋转数据以由此检测可能等中心坐标系定义失败的可跟踪组件(43)，其特征在于可跟踪体(49)，其具有与旋转组件(35)的预选部分枢轴连接的最近体末端部分(71)、自由运动末梢体末端部分(73)、连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，并具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到在该可跟踪体上的单独预选部分以指示每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供可跟踪体(49)的三维位置数据和取向数据，可跟踪体(49)用于被用于跟踪可跟踪体的装置(51)在可能的可跟踪体位置和取向的子集上跟踪，以便为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供基本恒定的参考取向。

15. 如权利要求14所述的可跟踪组件(43)，其中可跟踪体(49)是具有第一组多个单独的且空间分离的指示器(47)的第一可跟踪体(49)，其中可跟踪组件(43)的特征还在于第二可跟踪体(45)，其与旋转组件(35)的预选部分在相对于治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)的预定三维坐标位置的预定偏移位置处固定连接，第二可跟踪体(45)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到在该第二可跟踪体上的单独预选位置以表示多个指示器(47)中每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体(45)的三维位置数据，第二可跟踪体(45)被用于跟踪可跟踪体的装置(51)在可能的可跟踪体位置的子集上跟踪，以便为等中心(57)的三维坐标位置提供固定位置参考。

16. 如权利要求15所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体(49)与安装到第二可跟踪体(45)的非可跟踪体枢轴连接。

17. 如权利要求15或16所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体(49)和第二可跟踪体(45)一起为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供关于旋转组件(35)的旋转角数据。

18. 如权利要求15-17的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第一和第二可跟踪体(49)、(45)分别为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供第一和第二可跟踪体(49)、(45)的各自三维取向数据，用于跟踪可跟踪体的装置(51)用于确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，表示旋转组件(35)的旋转角(A)的角差异被用于跟踪可跟踪体的装置(51)使用，以不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

19. 如权利要求15-18的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)基本固定到治疗装置(31)的旋转组件(35)的预选部分，以便在旋转组件(35)旋转期间，第二可跟踪体取向以与旋转组件(35)的预选部分沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)从旋转组件(35)的预选旋转角(A)的旋转角成比例的量进行旋转。

20. 如权利要求14-19的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体取向响应于地心引力，在旋转组件(35)旋转期间基本保持垂直。

21. 如权利要求15-20的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供旋转组件(35)的预选旋转路径(RP)的可跟踪参考。

22. 如权利要求21所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供可跟踪体(45)的三维位置数据，使得用于跟踪可跟踪体的装置(51)确定第二可跟踪体(45)的多个位置(S)，以由此确定是否由用于跟踪可跟踪体的装置(51)确定的第二可跟踪体(45)的多个坐标位置(S)中的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

23. 一种存储在存储介质上的用于分析具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的几何形状以由此检测可能等中心坐标系定义失败的几何形状分析程序产品(81)，该程序产品(81)包括可跟踪体位置确定器(85)，其接收由可跟踪体检测器(53)产生的表示与位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)上的可跟踪体(45)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独位置的多个位置信号，以确定可跟踪体(45)的可跟踪体位置，该程序产品(81)的特征在于：

等中心位置确定器(95)，其响应测定可跟踪体位置和表示预定可跟踪体坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度和方向的预定变换矩阵(M)，以确定等中心坐标系的等中心(57)的相应至少一个三维坐标位置。

24. 如权利要求23所述的程序产品(81)，其特征还在于：

偏移检测器(101)，其响应可跟踪体位置确定器(85)和等中心位置确定器(95)的至少一个，以检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，这种偏移表示可能等中心定义失败；

偏移响应器(103)，其响应偏移检测，当其存在时，以在治疗计划的应用期间通过发送表示可能等中心定义失败的存在的信号来响应这种偏移。

25. 如权利要求23或24所述的程序产品(81)，

其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)；

其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与也位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)上的第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独位置；

其中程序产品(81)的特征还在于：

可跟踪体取向确定器(87)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，

等中心取向确定器(97)，其响应测定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，以确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

26. 如权利要求23-25的任一项所述的程序产品(81)，

其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)；

其中等中心(57)的测定三维坐标位置是参考第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置；

其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的固定位置，以定义可跟踪体检测器偏移位置；

其中等中心位置确定器(95)，其响应表示可跟踪体检测器(53)的预选可跟踪体检测器参考偏移位置和治疗装置(31)的等中心(57)的预定三维坐标位置之间的变换量级和方向的第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器(53)偏移位置确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

其中程序产品(81)的特征还在于等中心比较器(105)，其响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

27. 如权利要求25或26所述的程序产品(81)，

其中等中心坐标系的测定取向是从第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异确定的等中心坐标系的第一取向；

其中等中心取向确定器(97)参考可跟踪体检测器(53)参考取向确定等中心坐标系的第二取向；

其中等中心比较器(105)响应等中心坐标系的第一和第二测定取向，比较等中心坐标系的第一和第二测定取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

28. 如权利要求25-27的任一项所述的程序产品(81)，

其中可跟踪体位置确定器(85)确定位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的多个三维坐标可跟踪体位置(S)；

其中程序产品(81)的特征还在于旋转路径比较器(107)，其响应多个测定可跟踪体位置(S)且用于接收旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)，以确定是否多个测定可跟踪体位置(S)的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

29. 如权利要求28所述的程序产品(81)，其中等中心位置确定器(95)响应偏移确定，确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

30. 如权利要求29所述的程序产品(81)，其中为沿旋转组件(35)的最大旋转范围的多个位置确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

31. 一种可由监控具有旋转组件(35)的装置(31)的几何形状以由此检测可能等中心坐标系定义失败的计算机(55)读取的计算机可读介质，计算机可读介质包括一系列指令，当由计算机(55)执行时，指令使计算机(55)执行下列操作：接收由可跟踪体检测器(53)产生的并表示分别与可跟踪体(45)相连的多个可跟踪指示器(47)的单独三维坐标位置的多个位置信号，响应该多个位置信号确定可跟踪体(45)的三维坐标可跟踪体位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体(45)的预定可跟踪体参考坐标系和装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)；

响应测定可跟踪体位置和预定变换矩阵(M)，确定装置(31)的等中心(57)的各自三维坐标系定义。

32. 如权利要求31所述的计算机可读介质，其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)，其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的可跟踪指示器(47)的单独三维坐标位置，该操作的特征还在于：

响应多个位置信号，确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的相应第二可跟踪体取向；

响应测定第一可跟踪体取向和测定第二可跟踪体取向，确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的旋转角(A)，不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)确定装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

33. 如权利要求31或32所述的计算机可读介质，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维坐标系定义是关于第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标系定义，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标系定义偏移的固定位置，以定义可跟踪体检测器参考偏移位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体检测器(53)的可跟踪体检测器(53)坐标系和装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的第二预定变换矩阵(M’)；

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器参考偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标系定义；

响应于确定等中心(57)的第一和第二测定三维坐标系定义，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标系定义，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标系定义之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

34. 如权利要求31-33的任一项所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

接收定义旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)的数据集，以定义旋转路径(RP)数据集；

响应测定可跟踪体位置和旋转路径(RP)数据集，确定是否测定可跟踪体位置明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败；

响应该偏移的确定，确定等中心(57)的校正三维坐标系定义和等中心坐标系的取向。

35. 一种可由在患者治疗传送期间监控具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的几何形状以由此检测可能等中心坐标系定义失败的计算机读取的计算机可读介质，该计算机可读介质包括一系列指令，当由计算机(55)执行时，指令使计算机(55)执行下列操作：接收由可跟踪体检测器(53)产生的且表示与位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体(45)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独三维坐标位置的多个位置信号，该操作的特征还在于：

响应多个位置信号，确定在患者治疗传送期间可跟踪体(45)的三维坐标可跟踪体位置；

接收表示可跟踪体的预定可跟踪体坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵(M)；

响应可跟踪体(45)的测定三维坐标位置和预定变换矩阵(M)，确定等中心(57)的至少一个三维坐标位置。

36. 如权利要求35所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

响应等中心(57)的测定三维坐标位置，检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，这种偏移表示可能等中心定义失败；

响应该偏移的检测，通过发送表示可能等中心(57)定义失败的存在的信号来响应该偏移。

37. 如权利要求35或36所述的计算机可读介质，其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)，其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与也位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独三维坐标位置，该操作的特征还在于：

响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的相应第二可跟踪体取向；

响应测定的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的旋转角(A)，不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

38. 如权利要求35-37的任一项所述的计算机可读介质，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维位置是参考第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的固定位置以定义可跟踪体检测器偏移位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体检测器(53)的可跟踪体检测器(53)坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)；

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器偏移位置确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

39. 如权利要求38所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

响应测定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，确定旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的测定旋转角(A)和可能等中心定义失败，确定引起可能等中心定义失败的位置。

40. 如权利要求38或39所述的计算机可读介质，其中等中心坐标系的测定取向是由第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异确定的等中心坐标系的第一取向，该操作的特征还在于：

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器(53)偏移位置确定等中心坐标系的第二取向；

响应等中心坐标系的第一和第二测定取向，比较等中心坐标系的第一和第二测定取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

41. 一种用于确定具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的等中心(57)以检测可能等中心坐标系定义失败的方法，该方法的特征在于下列步骤：

确定可跟踪体(45)、(49)的三维坐标位置，其中可跟踪体(45)、(49)与旋转组件(35)的预选部分相连且位于相对于治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)的预定三维坐标系定义的预定偏移位置处，可跟踪体(45)、(49)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到该可跟踪体(45)、(49)上的单独预选位置以表示多个指示器(47)中的每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供可跟踪体(45)、(49)的三维位置数据；

通过将表示可跟踪体参考坐标系和等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵(M)应用到可跟踪体(45)、(49)的测定三维位置，确定等中心(57)的三维坐标系定义。

42. 如权利要求41所述的方法，其中可跟踪体(45)、(49)是具有第一多个单独的且空间分离的指示器(47)的第一可跟踪体(45)，该方法的特征还在于下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向；

确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，第二可跟踪体(49)具有：枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)以提供基本恒定参考取向，连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，和第二多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到该第二可跟踪体上的单独预选位置以表示第二多个指示器(47)的每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向数据。

43. 如权利要求42所述的方法，该方法的特征还在于下列步骤：在采样点比较第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，以由此确定该采样点处的旋转组件(35)的角旋转。

44. 如权利要求42或43所述的方法，其中等中心坐标系具有相对于第一可跟踪体取向的取向，该方法的特征还在于下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示等中心角校正因子；

将等中心角校正因子应用到等中心(57)的测定三维坐标系定义，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

45. 一种用于监控具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的几何形状以检测可能等中心坐标系定义失败的方法，该方法的特征在于下列步骤：

将可跟踪体(45)、(49)连接到旋转组件(35)的预选部分位于相对于治疗装置(31)的等中心(57)的预定三维坐标位置的预定偏移位置；

在应用治疗计划期间，沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)采样并分析可跟踪体(45)、(49)的至少一个位置，以检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，以由此校验参考可跟踪体(45)、(49)确定的等中心坐标系的定义；

响应该偏移的检测，发送表示可能等中心定义失败的存在的信号。

46. 如权利要求45所述的方法，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定可跟踪体(45)、(49)的三维坐标位置以定义可跟踪体位置；

将表示预定可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换的第一预定变换矩阵(M)应用到可跟踪体位置，以由此确定第一测定等中心坐标位置；

确定用于跟踪可跟踪体的装置(51)的一部分的三维坐标位置以定义可跟踪体检测器偏移位置；

将表示预定可跟踪体检测器偏移位置和等中心(57)的预定三维坐标位置之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)应用到可跟踪体检测器偏移位置，以由此确定第二测定等中心位置；

比较第一和第二测定等中心位置，第一和第二测定等中心位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

47. 如权利要求45或46所述的方法，其中可跟踪体(45)、(49)是第一可跟踪体(45)，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向之间的角差异，以由此确定等中心(57)的第一测定取向；

响应用于跟踪可跟踪体的装置(51)的一部分的预定取向，确定等中心坐标系的第二测定取向；

比较等中心坐标系的第一和第二取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

48. 如权利要求45-47的任一项所述的方法，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体的多个三维坐标可跟踪体位置；

将每个测定三维坐标可跟踪体位置与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)相比较，以确定是否多个测定三维坐标可跟踪体位置的任一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

49. 如权利要求48所述的方法，其中对应检测偏移的步骤还包括确定等中心(57)的校正三维坐标位置的步骤。

50. 如权利要求49所述的方法，其中对于沿旋转组件(35)的最大旋转范围的多个旋转位置确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

Claims (50)

1. 一种用于监控治疗装置(31)的几何形状的系统(30)，该系统(30)包括具有相关联存储器(69)的应用计算机(41)，存储在存储器(69)中用于提供治疗传送指令的治疗计划，与应用计算机(41)通信的用于为患者提供放射治疗的治疗装置(31)，放射治疗装置(31)包括用于发射放射束的放射发射器(33)和用于引导具有束轴(C)的放射束穿过患者的目标(T)且具有在不同平面内的旋转路径(RP)和旋转轴(G)的旋转组件(35)，该旋转组件(35)的旋转轴(G)与束轴(C)在三维坐标中交叉以定义治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)，该系统的特征在于：

可跟踪体(43)，其在相对于等中心(57)的预定三维坐标位置的预定可跟踪体偏移位置处与旋转组件(35)的预选部分(60)固定连接，该可跟踪体(43)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到在该可跟踪体上的单独预选位置并且用于被跟踪以表示多个指示器(47)中的每个指示器(47)的单独三维坐标位置；

用于跟踪可跟踪体(43)的装置(51)，包括：

具有检测器体(61)和接收器(63)的可跟踪体检测器(53)，该检测器体(61)与治疗装置(31)空间分离放置，该接收器(63)用于接收由多个指示器(47)的子集提供的能量，以由此检测三维位置并产生表示多个指示器(47)的子集的三维坐标位置的多个位置信号，

确定器(55)，其与可跟踪体检测器(53)通信并且响应由检测器(53)产生的多个位置信号，以确定多个指示器(47)的子集的三维坐标位置，以由此确定治疗装置(31)的等中心(57)的三维坐标位置并由此确定可能等中心坐标系定义失败，当其存在时。

2. 如权利要求1所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中；和

其中确定器(55)响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号和预定变换矩阵(M)，确定等中心(57)的三维坐标位置。

3. 如权利要求1或2所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中，用于分析治疗装置几何形状的几何形状分析程序产品(81)存储在该存储器(69)中；和

其中该几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体位置确定器(85)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体的至少一个三维坐标位置，

等中心位置确定器(95)，其响应可跟踪体(43)的至少一个测定三维坐标位置和存储在存储器(69)中的预定变换矩阵(M)，以确定等中心(57)的相应至少一个三维坐标位置。

4. 如权利要求1-3中的任一项所述的系统(30)，其中可跟踪体(43)包括第一可跟踪体(45)，其中一组多个指示器(47)是第一组指示器(47)，该系统(30)的特征还在于：

第二可跟踪体(49)，其具有枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的最近体末端部分(71)、自由运动末梢体末端部分(73)、连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，并具有第二组多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到第二可跟踪体(49)的单独预选部分以便为可跟踪体检测器(53)指示第二组多个指示器(47)中的每个指示器(47)的三维坐标位置。

5. 如权利要求4所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选第一可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中；和

其中确定器(55)，其响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号和预定变换矩阵(M)，确定第一和第二可跟踪体(45)、(49)的每一个的三维坐标位置和取向，以由此确定等中心(57)的各自三维坐标位置和等中心坐标系的取向。

6. 如权利要求4或5所述的系统(30)，其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)，用于表示在预选第一可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)存储在该存储器(69)中，用于分析治疗装置(31)几何形状的几何形状分析程序产品(81)存储在该存储器(69)中；

其中几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体取向确定器(87)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，

等中心取向确定器(97)，其响应第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，以确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)确定治疗装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

7. 如权利要求4-6的任一项所述的系统(30)，

其中第一可跟踪体(43)具有第一可跟踪体取向；

其中第一可跟踪体(43)基本固定到治疗装置(31)的旋转组件(35)的预选部分，以便在旋转组件(35)沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)从旋转组件(35)的预选旋转角(A)进行旋转期间，第一可跟踪体取向以对应于旋转组件(35)的预选部分的旋转角(A)的量进行旋转；

其中第二可跟踪体(49)具有第二可跟踪体取向；

其中第二可跟踪体(49)的最近体末端部分(71)与安装到或邻近第一可跟踪体(45)的非可跟踪体枢轴连接，以便在旋转组件(35)从预选旋转角(A)进行旋转期间，第二可跟踪体取向基本保持恒定。

8. 如权利要求2-7的任一项所述的系统(30)，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维位置是参考第一可跟踪体(45)确定的等中心(57)的第一三维位置，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的一个位置处以定义可跟踪体检测器(53)偏移位置，其中确定器(55)具有存储在存储器(69)中的用于表示预定等中心坐标系和可跟踪体检测器(53)参考坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)，其中响应于第二预定变换矩阵(M’)，确定器(55)参考可跟踪体检测器(53)偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标位置，其中确定器(55)比较等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

9. 如权利要求3-8的任一项所述的系统(30)，

其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)；

其中等中心(57)的测定三维坐标位置是参考第一可跟踪体(45)的三维坐标位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置；

其中可跟踪体检测器(53)具有预选可跟踪体检测器坐标系；

其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的预选位置处，以定义可跟踪体检测器坐标系的可跟踪体检测器偏移位置；

其中确定器(55)具有存储在存储器(69)中的用于表示预定等中心坐标系和预选可跟踪体检测器坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)；

其中等中心位置确定器(95)，其响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

其中几何形状分析程序产品(81)还包括等中心比较器(105)，其响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，以比较等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

10. 如权利要求1-9的任一项所述的系统(30)，其中该系统(30)还包括控制器(39)，其响应治疗计划的治疗传送指令，以控制放射束到患者的传送，其中确定器(55)与应用计算机(41)通信，其中确定器(55)响应可能等中心定义失败的确定，当这样确定时，向应用计算机(41)发送信号以执行下列操作中的至少一种：将存在可能定义失败通知操作员，向控制器(39)发送信号以结束放射传送，和向控制器(39)发送信号以所需要的程度来调整放射束方向或强度以补偿可能等中心定义失败。

11. 如权利要求1-10的任一项所述的系统(30)，

其中确定器(55)包括与其关联的存储器(69)和存储在存储器(69)中的旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)；

其中确定器(55)响应来自可跟踪体检测器(53)的多个位置信号，确定基本位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的一组第一可跟踪体位置(S)；

其中确定器(55)将该组的第一可跟踪体位置(S)中的每一个第一可跟踪体位置(S)与预定旋转路径(RP)相比较，以由此确定是否每个三维坐标可跟踪体位置(S)明显偏离了与预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

12. 如权利要求1-11的任一项所述的系统(30)，

其中确定器(55)包括与其相关联的存储器(69)、存储在存储器(69)中的旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)，和存储在存储器(69)中的用于分析治疗装置几何形状的几何形状分析程序产品(81)；

其中几何形状分析程序产品(81)包括：

可跟踪体位置确定器(85)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)的多个第一可跟踪体位置(S)，

旋转路径比较器(107)，其响应多个测定第一可跟踪体位置(S)，以将测定的多个第一可跟踪体位置(S)与预定旋转路径(RP)相比较，以由此确定是否测定的多个第一可跟踪体位置(S)中的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

13. 如权利要求12所述的系统(30)，其中确定器(55)响应第一可跟踪体位置(S)中的每一个明显偏离与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置的确定，确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

14. 一种用于提供关于治疗装置(31)的旋转组件(35)的三维位置和角旋转数据的可跟踪组件(43)，其特征在于可跟踪体(49)，其具有与旋转组件(35)的预选部分枢轴连接的最近体末端部分(71)、自由运动末梢体末端部分(73)、连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，并具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到在该可跟踪体上的单独预选部分以指示每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供可跟踪体(49)的三维位置数据和取向数据，可跟踪体(49)用于被用于跟踪可跟踪体的装置(51)在可能的可跟踪体位置和取向的子集上跟踪，以便为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供基本恒定的参考取向。

15. 如权利要求14所述的可跟踪组件(43)，其中可跟踪体(49)是具有第一组多个单独的且空间分离的指示器(47)的第一可跟踪体(49)，其中可跟踪组件(43)的特征还在于第二可跟踪体(45)，其与旋转组件(35)的预选部分在相对于治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)的预定三维坐标位置的预定偏移位置处固定连接，第二可跟踪体(45)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到在该第二可跟踪体上的单独预选位置以表示多个指示器(47)中每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体(45)的三维位置数据，第二可跟踪体(45)被用于跟踪可跟踪体的装置(51)在可能的可跟踪体位置的子集上跟踪，以便为等中心(57)的三维坐标位置提供固定位置参考。

16. 如权利要求15所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体(49)与安装到第二可跟踪体(45)的非可跟踪体枢轴连接。

17. 如权利要求15或16所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体(49)和第二可跟踪体(45)一起为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供关于旋转组件(35)的旋转角数据。

18. 如权利要求15-17的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第一和第二可跟踪体(49)、(45)分别为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供第一和第二可跟踪体(49)、(45)的各自三维取向数据，用于跟踪可跟踪体的装置(51)用于确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，表示旋转组件(35)的旋转角(A)的角差异被用于跟踪可跟踪体的装置(51)使用，以不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

19. 如权利要求15-18的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)基本固定到治疗装置(31)的旋转组件(35)的预选部分，以便在旋转组件(35)旋转期间，第二可跟踪体取向以与旋转组件(35)的预选部分沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)从旋转组件(35)的预选旋转角(A)的旋转角成比例的量进行旋转。

20. 如权利要求14-19的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第一可跟踪体取向响应于地心引力，在旋转组件(35)旋转期间基本保持垂直。

21. 如权利要求15-20的任一项所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供旋转组件(35)的预选旋转路径(RP)的可跟踪参考。

22. 如权利要求21所述的可跟踪组件(43)，其中第二可跟踪体(45)为用于跟踪可跟踪体的装置(51)提供可跟踪体(45)的三维位置数据，使得用于跟踪可跟踪体的装置(51)确定第二可跟踪体(45)的多个位置(S)，以由此确定是否由用于跟踪可跟踪体的装置(51)确定的第二可跟踪体(45)的多个坐标位置(S)中的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

23. 一种存储在存储介质上的用于分析具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的几何形状的几何形状分析程序产品(81)，该程序产品(81)包括可跟踪体位置确定器(85)，其接收由可跟踪体检测器(53)产生的表示与位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)上的可跟踪体(45)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独位置的多个位置信号，以确定可跟踪体(45)的可跟踪体位置，该程序产品(81)的特征在于：

等中心位置确定器(95)，其响应测定可跟踪体位置和表示预定可跟踪体坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度和方向的预定变换矩阵(M)，以确定等中心坐标系的等中心(57)的相应至少一个三维坐标位置。

24. 如权利要求23所述的程序产品(81)，其特征还在于：

偏移检测器(101)，其响应可跟踪体位置确定器(85)和等中心位置确定器(95)的至少一个，以检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，这种偏移表示可能等中心定义失败；

偏移响应器(103)，其响应偏移检测，当其存在时，以在治疗计划的应用期间通过发送表示可能等中心定义失败的存在的信号来响应这种偏移。

25. 如权利要求23或24所述的程序产品(81)，

其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)；

其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与也位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)上的第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独位置；

其中程序产品(81)的特征还在于：

可跟踪体取向确定器(87)，其响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，以确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，

等中心取向确定器(97)，其响应测定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，以确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

26. 如权利要求23-25的任一项所述的程序产品(81)，

其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)；

其中等中心(57)的测定三维坐标位置是参考第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置；

其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的固定位置，以定义可跟踪体检测器偏移位置；

其中等中心位置确定器(95)，其响应表示可跟踪体检测器(53)的预选可跟踪体检测器参考偏移位置和治疗装置(31)的等中心(57)的预定三维坐标位置之间的变换量级和方向的第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器(53)偏移位置确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

其中程序产品(81)的特征还在于等中心比较器(105)，其响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

27. 如权利要求25或26所述的程序产品(81)，

其中等中心坐标系的测定取向是从第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异确定的等中心坐标系的第一取向；

其中等中心取向确定器(97)参考可跟踪体检测器(53)参考取向确定等中心坐标系的第二取向；

其中等中心比较器(105)响应等中心坐标系的第一和第二测定取向，比较等中心坐标系的第一和第二测定取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

28. 如权利要求25-27的任一项所述的程序产品(81)，

其中可跟踪体位置确定器(85)确定位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的多个三维坐标可跟踪体位置(S)；

其中程序产品(81)的特征还在于旋转路径比较器(107)，其响应多个测定可跟踪体位置(S)且用于接收旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)，以确定是否多个测定可跟踪体位置(S)的每一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

29. 如权利要求28所述的程序产品(81)，其中等中心位置确定器(95)响应偏移确定，确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

30. 如权利要求29所述的程序产品(81)，其中为沿旋转组件(35)的最大旋转范围的多个位置确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

31. 一种可由监控具有旋转组件(35)的装置(31)的几何形状的计算机(55)读取的计算机可读介质，计算机可读介质包括一系列指令，当由计算机(55)执行时，指令使计算机(55)执行下列操作：接收由可跟踪体检测器(53)产生的并表示分别与可跟踪体(45)相连的多个可跟踪指示器(47)的单独三维坐标位置的多个位置信号，响应该多个位置信号确定可跟踪体(45)的三维坐标可跟踪体位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体(45)的预定可跟踪体参考坐标系和装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的预定变换矩阵(M)；

响应测定可跟踪体位置和预定变换矩阵(M)，确定装置(31)的等中心(57)的各自三维坐标系定义。

32. 如权利要求31所述的计算机可读介质，其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)，其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的可跟踪指示器(47)的单独三维坐标位置，该操作的特征还在于：

响应多个位置信号，确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的相应第二可跟踪体取向；

响应测定第一可跟踪体取向和测定第二可跟踪体取向，确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的旋转角(A)，不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)确定装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

33. 如权利要求31或32所述的计算机可读介质，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维坐标系定义是关于第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标系定义，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标系定义偏移的固定位置，以定义可跟踪体检测器参考偏移位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体检测器(53)的可跟踪体检测器(53)坐标系和装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换幅度、方向和旋转的第二预定变换矩阵(M’)；

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器参考偏移位置来确定等中心(57)的第二三维坐标系定义；

响应于确定等中心(57)的第一和第二测定三维坐标系定义，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标系定义，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标系定义之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

34. 如权利要求31-33的任一项所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

接收定义旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)的数据集，以定义旋转路径(RP)数据集；

响应测定可跟踪体位置和旋转路径(RP)数据集，确定是否测定可跟踪体位置明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败；

响应该偏移的确定，确定等中心(57)的校正三维坐标系定义和等中心坐标系的取向。

35. 一种可由在患者治疗传送期间监控具有旋转组件(35)的装置(31)的几何形状的计算机读取的计算机可读介质，该计算机可读介质包括一系列指令，当由计算机(55)执行时，指令使计算机(55)执行下列操作：接收由可跟踪体检测器(53)产生的且表示与位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体(45)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独三维坐标位置的多个位置信号，该操作的特征还在于：

响应多个位置信号，确定在患者治疗传送期间可跟踪体(45)的三维坐标可跟踪体位置；

接收表示可跟踪体的预定可跟踪体坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵(M)；

响应可跟踪体(45)的测定三维坐标位置和预定变换矩阵(M)，确定等中心(57)的至少一个三维坐标位置。

36. 如权利要求35所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

响应等中心(57)的测定三维坐标位置，检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，这种偏移表示可能等中心定义失败；

响应该偏移的检测，通过发送表示可能等中心(57)定义失败的存在的信号来响应该偏移。

37. 如权利要求35或36所述的计算机可读介质，其中可跟踪体(45)是第一可跟踪体(45)，其中由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号也表示与也位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的第二可跟踪体(49)相连的多个单独的且空间分离的指示器(47)的单独三维坐标位置，该操作的特征还在于：

响应由可跟踪体检测器(53)产生的多个位置信号，确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和确定第二可跟踪体(49)的相应第二可跟踪体取向；

响应测定的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，确定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的旋转角(A)，不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的三维取向。

38. 如权利要求35-37的任一项所述的计算机可读介质，其中预定变换矩阵(M)是第一预定变换矩阵(M)，其中等中心(57)的测定三维位置是参考第一可跟踪体位置确定的等中心(57)的第一三维坐标位置，其中可跟踪体检测器(53)放置在从等中心(57)的三维坐标位置偏移的固定位置以定义可跟踪体检测器偏移位置，该操作的特征还在于：

接收表示可跟踪体检测器(53)的可跟踪体检测器(53)坐标系和治疗装置(31)的预定等中心坐标系之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)；

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器偏移位置确定等中心(57)的第二三维坐标位置；

响应等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置，比较等中心(57)的第一和第二三维坐标位置，等中心(57)的第一和第二测定三维坐标位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

39. 如权利要求38所述的计算机可读介质，该操作的特征还在于：

响应测定第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向，确定旋转组件(35)的旋转角(A)；

响应旋转组件(35)的测定旋转角(A)和可能等中心定义失败，确定引起可能等中心定义失败的位置。

40. 如权利要求38或39所述的计算机可读介质，其中等中心坐标系的测定取向是由第一可跟踪体取向和第二可跟踪体取向之间的角差异确定的等中心坐标系的第一取向，该操作的特征还在于：

响应第二预定变换矩阵(M’)，参考可跟踪体检测器(53)偏移位置确定等中心坐标系的第二取向；

响应等中心坐标系的第一和第二测定取向，比较等中心坐标系的第一和第二测定取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

41. 一种用于确定具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的等中心(57)以便更精确地将治疗计划应用到患者的方法，该方法的特征在于下列步骤：

确定可跟踪体(45)、(49)的三维坐标位置，其中可跟踪体(45)、(49)与旋转组件(35)的预选部分相连且位于相对于治疗装置(31)的等中心坐标系的等中心(57)的预定三维坐标系定义的预定偏移位置处，可跟踪体(45)、(49)具有多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器连接到该可跟踪体(45)、(49)上的单独预选位置以表示多个指示器(47)中的每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供可跟踪体(45)、(49)的三维位置数据；

通过将表示可跟踪体参考坐标系和等中心坐标系之间的变换的预定变换矩阵(M)应用到可跟踪体(45)、(49)的测定三维位置，确定等中心(57)的三维坐标系定义。

42. 如权利要求41所述的方法，其中可跟踪体(45)、(49)是具有第一多个单独的且空间分离的指示器(47)的第一可跟踪体(45)，该方法的特征还在于下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向；

确定第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，第二可跟踪体(49)具有：枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)以提供基本恒定参考取向，连接并延伸在最近体末端部分(71)和自由运动末梢体末端部分(73)之间的中间体部分(75)，和第二多个单独的且空间分离的指示器(47)，每个指示器(47)连接到该第二可跟踪体上的单独预选位置以表示第二多个指示器(47)的每个指示器(47)的单独三维坐标位置，以由此提供第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向数据。

43. 如权利要求42所述的方法，该方法的特征还在于下列步骤：在采样点比较第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向，以由此确定该采样点处的旋转组件(35)的角旋转。

44. 如权利要求42或43所述的方法，其中等中心坐标系具有相对于第一可跟踪体取向的取向，该方法的特征还在于下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向之间的角差异，该角差异表示等中心角校正因子；

将等中心角校正因子应用到等中心(57)的测定三维坐标系定义，以由此不依赖旋转组件(35)的旋转角(A)来确定治疗装置(31)的等中心坐标系的取向。

45. 一种用于监控具有旋转组件(35)的治疗装置(31)的几何形状以便更精确地将治疗计划应用到患者的方法，该方法的特征在于下列步骤：

将可跟踪体(45)、(49)连接到旋转组件(35)的预选部分位于相对治疗装置(31)的等中心(57)的预定三维坐标位置的预定偏移位置；

在应用治疗计划期间，沿旋转组件(35)的旋转路径(RP)采样并分析可跟踪体(45)、(49)的至少一个位置，以检测旋转组件(35)几何形状中的偏移，当其存在时，以由此校验参考可跟踪体(45)、(49)确定的等中心坐标系的定义；

响应该偏移的检测，发送表示可能等中心定义失败的存在的信号。

46. 如权利要求45所述的方法，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定可跟踪体(45)、(49)的三维坐标位置以定义可跟踪体位置；

将表示预定可跟踪体参考坐标系和预定等中心坐标系之间的变换的第一预定变换矩阵(M)应用到可跟踪体位置，以由此确定第一测定等中心坐标位置；

确定用于跟踪可跟踪体的装置(51)的一部分的三维坐标位置以定义可跟踪体检测器偏移位置；

将表示预定可跟踪体检测器偏移位置和等中心(57)的预定三维坐标位置之间的变换的第二预定变换矩阵(M’)应用到可跟踪体检测器偏移位置，以由此确定第二测定等中心位置；

比较第一和第二测定等中心位置，第一和第二测定等中心位置之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

47. 如权利要求45或46所述的方法，其中可跟踪体(45)、(49)是第一可跟踪体(45)，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定第一可跟踪体(45)的第一可跟踪体取向和枢轴连接到或邻近第一可跟踪体(45)的第二可跟踪体(49)的第二可跟踪体取向之间的角差异，以由此确定等中心(57)的第一测定取向；

响应用于跟踪可跟踪体的装置(51)的一部分的预定取向，确定等中心坐标系的第二测定取向；

比较等中心坐标系的第一和第二取向，等中心坐标系的第一和第二测定取向之间的明显差异表示可能等中心定义失败。

48. 如权利要求45-47的任一项所述的方法，其中检测偏移的步骤还包括下列步骤：

确定位于旋转组件(35)的旋转路径(RP)的可跟踪体的多个三维坐标可跟踪体位置；

将每个测定三维坐标可跟踪体位置与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)相比较，以确定是否多个测定三维坐标可跟踪体位置的任一个明显偏离了与旋转组件(35)的预定旋转路径(RP)基本一致的位置，这种偏移表示可能等中心定义失败。

49. 如权利要求48所述的方法，其中对应检测偏移的步骤还包括确定等中心(57)的校正三维坐标位置的步骤。

50. 如权利要求49所述的方法，其中对于沿旋转组件(35)的最大旋转范围的多个旋转位置确定等中心(57)的校正三维坐标位置。

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