CN102341044A - 利用合成层析成像的实时运动跟踪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种利用合成层析成像判定目标区域移动的方法。该方法包括以下步骤：在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及比较自该第一组投影射线照相得到的第一位置信息及自该第二组投影射线照相得到的第二位置信息与该第一位置信息来判定该目标区域的移动。

Description

利用合成层析成像的实时运动跟踪方法
背景技术
除非在此处另有说明，在此段落中所描述的方法并非在此申请案的权利要求的公知技术，且在此段落中所包含的这些方法并不承认为公知技术。
已有多种系统与方法可提供利用高能量辐射的肿瘤组织的放射疗法治疗。许多形式的放射治疗得利于其准确地控制病人体内辐射的量、位置与分布。这种控制通常包括利用多叶片准直仪来形成放射光束，以近似于该肿瘤区域的形状。
许多既有的放射治疗程序需要决定目标区域的位置，通过在施加辐射到该目标区域之前相对于放射源而准确地登记该目标区域。计算机断层扫描(Computed tomography，CT)为一种已经广泛用于医疗领域的成像技术。在CT的程序中，将X光源与检测器设备设置在接受检查的病人的一部分的相对侧边上。该X光源产生X光束，并将X光束导引朝向病人，而该检测器设备在该程序期间测量在由该X光束所定义的复数传输路径处的X光吸收。该检测器设备产生正比于入射X光的强度的电压，且该电压被读取与数字化用于在计算机中进行后续处理。通过采取来自环绕该病人的数个角度的多个读数，因此累积相当大量的数据。然后所累积的数据被分析与处理，用于重建矩阵(视觉上或其它)，其构成在被检查的身体区域的一个容积的密度函数的描述。使用平板检测器的锥形射束计算机断层扫描(Cone-beam computed tomography，CBCT)成像基本上用于放射疗法系统中。
CT主要应用在于检查在相对静止状态下的身体结构或类似者。在某些状况下，可能需要连续地监测目标区域的位置，同时执行治疗程序。但是，目前支持CT的可使用的设备可能无法产生具有充分质量与准度的断层扫描影像，其部分因为病人未注意地偏移或自然的生理程序所造成的部分内的运动。例如，呼吸或经由直肠的排气皆已显示出会造成CT影像的质量劣化。在这些状况下，会需要跟踪该目标区域的移动，以确保治疗放射光束被准确地瞄准朝向该目标区域。在既有的放射治疗系统中，该目标区域的跟踪并未使用CT成像技术。此是因为收集足量的CT影像数据来进行影像重建会需要很长的时间，因此无法以够快的速度来执行，以提供充分实时的信息来调整该治疗放射光束。
另一种进行3D定位的方法为“3D点跟踪”，其依据采取个别的投影射线照相，并在每次投影中定位高密度植入的基准标记，例如通过使用这些标记的质量中心的像素坐标。然后执行三角测量，以通过利用在不同投影角度下采取的不同射线照相来找出标记的三维(Three-dimensional，3D)位置。但是，在单一X光投影中寻找高密度标记的这些像素坐标会很困难。覆盖的解剖结构与外部结构为这些技术失效的重要来源。常见的是，X光量子噪声与散射的放射造成利用自动影像分析算法来检测或定位标记的失败。
公知的入口成像技术使用治疗“射束观点”(Beam’s eye view，BEV)成像来同时跟踪部分间与部分内的运动。一个缺点在于大多数的BEV成像发生在百万伏特(Megavolt，MV)能量处，其比在千伏特(kilo-volt，kV)能量下成像的剂量效率更差。另一个缺点在于，如果使用高密度基准标记，这些标记可能不会一直暴露至BEV，因此使得治疗为了重新设置这些多叶片准直仪叶片的目的而中断。治疗的中断对于弧形疗法而言特别不利。
一些放射疗法治疗系统装设有kV成像系统，其被安装至其投影角度垂直于该治疗光束的支架上。利用这种正交系统的这些成像技术也可包括CT成像与3D点跟踪。该kV系统的好处在于其较高的剂量效率。再者，该成像目标于治疗期间一直被暴露，因为该kV来源仅用于成像。然而，仍然存在利用完整CT采集的运动相关的问题，如同信噪比(Signal-to-noiseratio，SNR)与其它关联于对于3D点跟踪取得单一投影射线照相的限制。
发明内容
一种利用合成层析成像判定目标区域移动的方法，该方法包括：在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息与自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息来判定该目标区域的该移动。
一种设置成利用合成层析成像判定目标区域移动的治疗系统，其包含可旋转支架；第一放射源；第二放射源；以及控制系统，其中该控制系统设置成于由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息及自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息与该第一位置信息来判定该目标区域的移动。
一种含有用于利用合成层析成像判定目标区域移动的序列的程序化指令的计算机可读取媒体，其在当由治疗系统中处理器执行时使得该治疗系统进行：在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息及自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息与该第一位置信息来判定该目标区域的该移动。
附图说明
所以，可以详细了解本发明上述特征的方式中，本发明的更为特定的说明可通过参照实施例来进行，其中一些示例于附图中。但应注意这些附图仅示例典型实施例，因此其并非要作为本发明的权利要求的限制，本发明自可包含其它同等有效的实施例。
图1为示例根据本发明实施例的治疗放射系统的示意图；
图2为示例根据本发明实施例中利用合成层析成像的实时跟踪的方法步骤的流程图；
图3为示例根据本发明实施例的限制角度采集的示意图；
图4为示例根据本发明实施例取得投影射线照相的方法步骤的流程图；
图5A为示例根据本发明实施例利用滑动弧形合成层析成像处理投影射线照相的方法步骤的流程图；
图5B为示例根据本发明实施例利用短弧形合成层析成像处理投影射线照相的方法步骤的流程图；
图6为示例根据本发明实施例中该三维像素列的轴向视图的示意图；以及
图7为示例根据本发明实施例实时调整治疗的方法步骤的流程图。
主要元件标记说明
100    治疗放射系统
102    第一放射源
104    病人
106    电子入口成像装置
108    第二放射源
110    支架
112    径向方向
114    平板检测器
116    控制系统
200    方法
202-206      步骤
300    示意图
302    角度范围
302    断层扫描角度
304    第一投影角度
306    最后角度
400    方法
402-410    步骤
500    方法
502-508    步骤
550    方法
552-562    步骤
600    示意图
602    短弧形DTS立体像素
604    中央投影
606    采集弧形
700    方法
702-714    步骤
具体实施方式
以下将参照附图说明不同的实施例。应注意所述附图并未依比例绘制。也应必须注意这些附图仅是要便于这些实施例的说明。它们并非要作为本发明的穷尽式说明，或是作为对本发明的权利要求的限制。此外，配合一特定实施例所述的一个实施方式不必受限于该实施例，并可实施在任何其它实施例中。
图1为示例根据本发明实施例的治疗放射系统100的示意图。治疗放射系统100包括第一放射源102、电子入口成像装置(Electronic portalimaging device，EPID)106、安装在支架110上的第二放射源108、平板检测器114及控制系统116。第一放射源102被瞄准朝向病人104，及瞄准EPID106。病人104具有标记，其可为利用X光投影射线照相来定位的高密度物体。标记的一些实施例包括(但不限于)骨头、手术夹或其它高对比的物体。在一种方案中，病人104可具有植入着金标记珠的摄护腺。
在一个实施例中，第二放射源108是与第一放射源102成垂直角度而定位。此处的径向方向(r)112被定义为由第二放射源108经过这些角点(isocenter)至平板检测器114的方向。由治疗放射系统100所取得的信息由控制系统116进行分析，其据此调整第一放射源102与支架110的旋转。
在所示例的实施例中，第一放射源102为一种治疗放射源，用于提供具有准直仪系统的治疗能量来控制该治疗光束的递送，且第二放射源108为成像放射源。在其它实施例中，除了作为治疗放射源之外，第一放射源102也可提供成像数据。在其它实施例中，第一放射源102能够提供成像数据，而不提供治疗能量。该治疗能量概略代表160千电子伏特(Kilo-electron-volts，keV)或更高的能量，更典型者为1百万电子伏特(Mega-electron-volts，MeV)或更高。该成像能量可包括治疗能量，以及低于该高能量范围的能量，更典型者为低于160keV。
在所示例的实施例中，控制系统116包括用于执行指令的处理器、用于显示数据的监视器、以及用于输入数据的输入装置，例如键盘或鼠标。在所示例的实施例中，支架110可以旋转，且在治疗过程期间，支架110环绕病人104旋转，如同在弧形疗法当中。在此处，“治疗过程”概略代表病人104被成像及/或治疗的过程。第一放射源102、准直仪系统、与支架110的操作由控制系统116控制，该控制系统提供电力、时序、旋转及基于所收到信号的位置控制。虽然控制系统116显示为与支架110分开的组件，在替代性实施例中，控制系统116可为支架110的一部分。
应注意治疗放射系统100不应限于上述的结构，且该系统也可具有其它结构。例如，除了所示的环状结构之外，该系统可包括其上固定着第一放射源102或第二放射源108的C型臂或其它形式的臂。也应注意治疗放射系统100可具有一个或多个放射源。其它的组态可包括具有多个检测器的单一放射源，或具有单一检测器的多个放射源。
图2为示例根据本发明实施例中利用合成层析成像执行实时运动跟踪的方法200的流程图。配合图1，在步骤202中，控制系统116在治疗过程期间存取成像数据。在此处，“成像数据”概略代表投影射线照相，如上所述，其可来自第一放射源102、第二放射源108或这两个来源的组合。在步骤204中，控制系统116处理该成像数据用于在该治疗过程期间判定来自这些标记的3D信息。在步骤206中，控制系统116基于关联于3D位置的信息调整这些放射源。在此处，“实时运动跟踪”广义地代表当进行该治疗过程时发生的运动跟踪。同样地，第一放射源102的“实时调整”也广义地代表当进行该治疗过程时发生的调整。步骤202、204与206与治疗同时地执行，且重复直到该过程结束为止。以上步骤中的每一个均独立于其它步骤而执行。它们也可同时地执行。
在该治疗过程于步骤202中开始之前，图1的病人104进行设定，并定位在治疗放射系统100上。设定可以包含取得投影射线照相，以定位这些标记，通过与来自基准扫描的数字重建的射线照相做比较。另外，锥形射束计算机断层扫描(CBCT)可用于同时定位软性组织与标记。病人104的位置是根据该定位信息而调整。
在一种实施例中，独立于步骤202之外，该支架连续地旋转，并使用第二放射源108与平板检测器114来以固定隔开的间隔取得投影射线照相。在另一种实施例中，第二放射源108与平板检测器114用于取得在某个角度范围中具有间隙的成像数据。在又另一种实施例中，第二放射源108与平板检测器114用于以预定支架角度取得成像数据。在仍又另一种实施例中，控制系统116基于最适化的考虑决定何时使用第二放射源108与平板检测器114来取得成像数据。在一种实施例中，第二放射源108与平板检测器114代表来自Varian Medical Systems公司的板上成像(On-BoardImaging，OBI)系统。
另外，第一放射源102与EPID106也可一起产生成像数据。例如可使用由EPID106在高能量下使用第一放射源102时(例如用于治疗)所取得的投影射线照相。在另一实施例中，可使用由EPID106在低能量下使用第一放射源102时(例如用于成像)所取得的投影射线照相。
在一种实施例中，在治疗过程期间，第一放射源102设置成于传递用于治疗一目标区域的光束与传递用于产生合成层析成像的成像数据的光束之间交替。在另一种实施例中，来自利用第一放射源102与第二放射源108的成像数据的组合可用于合成层析成像。在具有多个放射源的实施例中，来自这些放射源的成像数据的组合可用于合成层析成像。
在步骤206中的放射源调整可用多种方式完成。例如，第一放射源102、第二放射源108或图1的这两个放射源的组合的这些准直仪叶片可被调变，所以这些标记经照射来最小化被传递到病人104的额外的剂量。此外，这些准直仪叶片的位置可于治疗期间每当这些标记被判定并不在视域当中时进行调整，以维持这些标记的照明。在另一实施例中，该剂量可根据该投影角度来改变。为了示例起见，骨盆的侧照(lateral view)的剂量可以高于由前向后照(anterior-posterior view)的剂量。此可通过调整每次投影的mAs或是通过调整该投影密度或取样率成为该投影角度的函数来达到。
图3为示例根据本发明实施例的限制角度采集方式的示意图300。配合图1，此处第二放射源108被瞄准朝向病人104，并通到平板检测器114。在该顺序中横跨角度范围Δθ302(也称为“断层扫描角度Δθ302”)有N个投影射线照相。第一投影角度304标示为θi-N+1。最后角度306标示为θi，其对应于目前的时间点t-i，该时间点为正在取得的成像数据的最新时间。在其它实施例中，该限制角度采集方式可由第一放射源102或其它放射源使用。
如上所述，在一种实施例中，第二放射源108能够环绕支架110旋转360°，并且每1度就可产生一个影像。在其它实施例中，第二放射源108可设置成旋转通过一组不同的旋转角度，产生不同数目的影像，或是在取得这些影像的角度范围中具有间隙。
图4为示例根据本发明实施例取得投影射线照相方法400的流程图。在步骤402中，处理窗由断层扫描角度Δθ302所定义。在一种实施例中，该处理窗的范围可由3°到40°。方法400可由第一放射源102、第二放射源108或在其它实施例中的其它放射源所执行。
配合图1，在步骤404中，控制系统116在由时间ti-N+1到ti中取得的处理窗的内存取该成像数据，其对应于在图3的投影角度θi-N+1304到θi306之间取得的N个投影射线照相。例如，对于滑动弧形窗，控制系统116存取在投影角度20°与40°之间取得的21个投影射线照相(在每个角度间距取得的1个投影射线照相)。在步骤406中，在时间ti，即处理开始于时间ti-N+1的N个投影射线照相的窗。配合以下的图5A与5B进一步说明两种处理投影射线照相窗的方法，即滑动弧形合成层析成像与短弧形合成层析成像。
继续参照图4，在步骤408中，控制系统116滑动到下一个处理窗(i＝i+1)。处理窗302于仍在进行治疗时滑动，所以在下一时间增量ti+1时，可以删除时间ti-N+1的投影射线照相。如果该背投影矩阵的坐标在采集时不会在适当地方旋转，则处理可通过减除时间ti-N+1的投影射线照相，并加入时间ti+1的投影射线照相而继续。在以上的滑动弧形实施例中，在下一个时间增量时，于投影角度20°下的该投影射线照相被删除，并加入在此时间增量时取得的新投影射线照相，其对应于投影角度41°。换言之，处理窗302滑动来涵盖投影角度21°到41°。步骤404、406与408在整个治疗周期当中重复进行。在以上的实施例中，首先处理由21°到41°的21个投影射线照相。然后，后续处理由22°到42°的21个投影射线照相，依此类推，在每一个时间增量时滑动在1°之上的该20°处理窗。在步骤410中，滑动结束于治疗结束时。
图5A为示例根据本发明实施例利用滑动弧形合成层析成像处理投影射线照相的方法500的流程图。方法500可由第一放射源102、第二放射源108或在其它实施例中的其它放射源来进行。步骤502对应于图2的步骤202与图4的步骤404。配合图1与上述滑动弧形合成层析成像的实施例，控制系统116对于每个20°处理窗存取21个投影射线照相。步骤504、506与508更示例步骤204与406。在时间ti时，处理开始于时间ti-N+1的N个投影射线照相的窗。在步骤504中，重建使用的技术例如(但不限于)背投影或滤光。步骤504也可包括预处理技术，例如(但不限于)执行对数转换。
具体而言，背投影为用于临床数据的断层扫描重建中常用的算法。当n维度的物体被投影时，每个投影射线照相为其密度沿着该投影轴的n-1个维度的总和。该反函数称为背投影，并重新产生该原始物体。在某些实施例中，该背投影矩阵的方向可随着该影像采集系统旋转，其为对于合成层析成像重建的更为“自然”的坐标系统。在此处该径向方向定义成平行于该中央投影角度θp＝该成像系统的(θi-N+1+θi)/2，而一侧向方向定义为垂直于该径向方向。对于合成层析成像重建，该背投影(或重建)矩阵的两个轴心在侧向方向上，而该第三轴的方向在该径向方向上，其概略要比这些侧向轴具有较低的空间分辨率。在替代实施例中，该背投影矩阵可被固定在用于成像与放射疗法的标准的笛卡儿坐标系统中(例如左-右，前-后，上-下)。已知有一种常用的背投影方法，即“偏移与加入合成层析成像”。特别是，利用以上配合图4所述方法所取得这些投影射线照相被偏移，并加入在该相关的平面上，以将这些标记聚焦，而在其它平面上的结构被分布，藉此出现模糊。
在执行背投影之前，可处理该数据来加强某些空间频率，并抑制其它频率。一个实施例为该频率领域斜面滤波器，其用于Feldkamp、Davis与Kress(Feldkamp，Davis and Kress，FDK)重建算法。对于由FDK算法所规定的1/r2效应可进行补偿。在背投影之后，该数据可被过滤来去除影像的模糊。去模糊技术可以包括空间频率过滤选择性计划移除、递归式恢复、反矩阵、或其它本技术中已知的技术。
在某些实施例中，使用完全递归式重建方法，其中数据先经背投影，然后前向投影来与原始的投影射线照相做比较。递归技术的实施例包括但不限于代数重建技术(Algebraic Reconstruction Technique，ART)、最大期望最大相似度与均值最大化算法(Expectation-Maximization Maximumliklihood expectation maximization，EM MLEM)与序列子集均值与最佳化算法(Ordered Subset Expectation Maximization，OSEM)。
在步骤506中，判定这些标记的位置。在一种实施例中，利用一种不同的方法来辨识沿着这些标记的径向方向的轴心，而非沿着这些侧向方向的轴心。一些用于检测这些标记的技术包括但不限于计算每个标记的3D质心、曲线配适或寻找尖峰。在步骤508中，基于这些标记如何已经相对于就在治疗开始的之前的它们的位置移动来判定平均偏移。此原始或开始位置可利用多种技术判定，其中包括但不限于CBCT或涉及该第一及/或第二来源检测器配对的合成层析成像。
图5B为示例根据本发明实施例利用短弧形合成层析成像处理投影射线照相的方法550的流程图。方法550可由第一放射源102、第二放射源108或在其它实施例中的其它放射源来进行。类似于图5A，步骤552也对应于图2的步骤202与图4的步骤404。但是，作为一种上述的滑动弧形合成层析成像方法的变化，该弧形长度可小于使用短弧形合成层析成像的标记跟踪。例如，此处图1的控制系统116概略对于每3°的处理窗存取6个投影射线照相。短弧形合成层析成像的处理窗的角度范围大致为3度，或可对应于折衷的较大弧形长度，以包括大约最小的6个投影射线照相。步骤554、556、558、560与562更示例图2的步骤204与图4的步骤406。类似于图5A，在步骤554中执行的重建也可包括一些技术，例如但不限于背投影或滤波，且在步骤554中可能利用的预处理技术包括例如但不限于执行对数转换的技术。
在步骤554中，在一种实施例中，当短弧形合成层析成像重建小的容积时，一些断面(slices)通过背投影该输入投影射线照相来产生，但不会将它们应用二维(Two-dimensional，2D)空间滤波。由这些断面所覆盖的深度可涵盖相关容积的深度的数倍。在这种实施例中，可应用3D滤波器至所产生的断面来对于相关的这些断面移除所述模糊的断面之外(out-of-slice)的结构。此方法说明于Varian Medical Systems公司的第US2007/0237290A1号美国专利申请当中。
在步骤556中，控制系统116产生加强的2D影像。与可产生3D信息的图5A的滑动弧形合成层析成像方法不同，此种短弧形合成层析成像方法结合在一段支架旋转的小弧形当中取得的投影射线照相，以产生具有显著加强该目标区域的2D影像。此2D影像用于取代这些原始的投影射线照相用于标记跟踪。步骤552、554与556利用不同的短弧形窗而至少重复一次，从而产生多个2D影像。在一种实施例中，此短弧形能够如同在滑动弧形合成层析成像时般“滑动”，且对应于该短弧形的成像数据可连续地取得。在另一种实施例中，对应于该短弧形的成像数据可利用在某个角度范围中的间隙来取得。在又另一种实施例中，对应于该短弧形的成像数据可在预定的支架角度下取得。在仍又另一种实施例中，图1的控制系统116可在基于最适化考虑之下决定何时要存取对应于该短弧形的该成像数据。
在说明图5的步骤558之前，图6为示例根据本发明实施例的立体像素列的轴向视图的示意图600。为了3D跟踪的目的，短弧形DTS立体像素602可在平行于该成像器旋转轴(也称为“断面平面”或“侧向平面”)且于采集弧形606的中央投影604处垂直于该成像轴的这些平面中看见。这些立体像素维度在该断面平面中较小，而在该弧形中心处平行于该成像轴的方向(即该径向方向)上较长。该长立体像素维度，或大的“立体像素深度”对应于低深度分辨率，且是由于用于合成层析成像的短弧形。深度分辨率由三角测量决定，且非个别影像的目标。短弧形合成层析成像可在有噪声存在之下增进这些标记的影像，并降低覆盖由这些标记占据的该容积之外的物体的效应。例如，在前列腺中多个标记的例子中，该立体像素深度可为大约2到3公分，通过最小化任何覆盖骨头结构或外部物体的效应。此立体像素深度可利用2到3度的短弧形来达成。
请回头参照图5，在步骤558中，控制系统116利用由步骤556产生的多个2D影像来执行三角测量。通过三角测量的三维度跟踪使用由中心点在不同的支架角度的短弧形所重建的两个或更多的影像。按几何学而言，这些标记的2D影像可被视为这些标记在由断面平面602所定义的新的影像平面上的投影射线照相。在一种实施例中，利用这些影像中两个影像的三角测量可通过相交在每个影像中可发现的行经该目标的2D位置的两条直线而达到，且其中每条线也连接至该相对应弧形中心的该放射源位置。这些两条线的此相交也称为三角测量位置。在这种实施例中，每个2D影像的几何校准参数可随着对应于该短弧形中心的支架角度而改变，该来源至影像平面距离为对应于弧形中心的放射源位置到该断面平面的垂直距离；此不同于来源至平板(实体影像传感器)距离，并可随着对应于短弧形中心的支架角度而改变。类似于图5A，3D信息在步骤560中被判定，且在步骤562中计算该平均偏移。
图7为示例根据本发明实施例执行实时治疗调整的方法700的流程图。在一种实施例中，在图1的控制系统116计算平均偏移之后，如图5A与图5B中所示并如上所述，也可计算出基于来自两个处理窗的这些平均偏移的用于跟踪或重新定位的偏移数据。具体而言，在一种实施例中，控制系统116在步骤702中判定是否已经发生低频率运动。如果的确检测到低频率运动，控制系统116设置成在步骤704中使用线性预测方法来补偿该短暂延迟。在该径向方向上以秒计的平均短暂延迟(Tr)由公式Tr＝NΔt/2定义，其中N为所处理的投影射线照相的数目，而Δt为这些投影射线照相的取样周期。在步骤706中，该偏移数据被反馈至该治疗系统。在步骤708中，该多叶片准直仪将被调整，所以第一放射源102被导引来补偿该偏移。
如果在步骤702中，控制系统116另判定已经发生短暂运动，则在步骤710中停止治疗，直到该短暂运动消失。在步骤712中，控制系统116判定该短暂运动是否已经回到该初始位置。如果是如此，该偏移数据被反馈到该治疗系统，且该多叶片准直仪将分别在步骤706与708中进行调整。如果不是，在步骤714中，控制系统116可取得来自第一放射源102的光束视野投影，以在该径向方向上重置标记位置。在这些标记位置被重置之后，该偏移数据在步骤706中再次地反馈至该治疗系统，且在步骤708中该多叶片准直仪被调整来补偿该偏移数据。
在其它实施例中，配合图1，控制系统116设置成不仅调整来自第一放射源102的治疗光束，但也交错来自第二放射源108的成像光束、来自第一放射源102的成像光束、来自第一放射源102的治疗光束及其它的数据信号。
在所示例的实施例中，方法400、500与550在当治疗发生时被执行。在替代性实施例中，方法400、500与550可利用在目前治疗过程之前所取得的这些投影射线照相来执行。在一些实施例中，配合图1，利用方法500与550所判定的这些标记的3D信息也可用于验证目标区域的位置，以跟踪该目标区域的移动，及/或控制第一放射源102及/或该准直仪的操作。在所示例的实施例中，方法700于治疗期间实时地调整该多叶片准直仪。在其它实施例中，方法700能够调整支架速度、递送剂量或其它治疗参数。
本发明实施例可以示例成用于运算装置的程序产品。该程序产品的程序化指令定义这些实施例的功能(包括此处所述的方法)，并可包含在多种计算机可读取储存媒体上。示例性的计算机可读取储存媒体包括但不限于：(i)不可写入储存媒体(例如在计算机内的只读存储器装置，例如可由CD-ROM(Compact disk read-only memory，光盘只读存储器)驱动器读取的CD-ROM盘片、可由DVD(Digital versatile disk，数字多功能盘片)驱动器读取的DVD盘片、ROM(Read-only memory，只读存储器)芯片、或任何其它种类的固态非挥发性半导体内存)，其上可永久储存信息；以及(ii)可写入储存媒体(例如在磁盘驱动器内的软盘片、硬盘机、CD-RW(CD-Rewritable，可重复读写光盘)盘片、DVD-RW(DVD-Rewritable，可重复读写数字多功能盘片)盘片、固态驱动器、闪存、或任何种类的随机存取内存)，其上可储存可改变的信息。这些计算机可读取储存媒体当承载关于本发明的这些功能的计算机可读取指令时为本发明的实施例。
虽然前述说明是针对本发明的实施例，本发明的其它及进一步的实施例皆可在不背离其权利要求之下进行。因此，以上的实施例及附图不应视为唯一的实施例，并用于示例由权利要求所定义的本发明的弹性及好处。

Claims (39)

1.一种利用合成层析成像判定目标区域移动的方法，其特征在于，该方法包括：
在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；
在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及
比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息与自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息来判定该目标区域的该移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一组投影射线照相中的大多数与该第二组投影射线照相相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该第一处理窗与该第二处理窗的角度范围在4与40度之间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含：
对于该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相执行重建；
基于该第一组投影射线照相计算第一平均偏移；以及
基于该第二组投影射线照相计算第二平均偏移。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包含：
基于该第一平均偏移与该第二平均偏移判定偏移数据；以及
调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该处理窗对应于包括至少6个投影射线照相的弧形长度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包含：
执行来自该第一组投影射线照相的第一断面与来自该第二组投影射线照相的第二断面的重建；
在二维空间中跟踪关联于对应到该第一组投影射线照相的该第一断面的该第一位置信息与关联于对应到该第二组投影射线照相的该第二断面的该第二位置信息；
三角测量该第一位置信息与该第二位置信息；以及
基于该目标三角测量的位置计算平均偏移。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包含：
基于该目标的该三角测量的位置判定偏移数据；并调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相独立地自第一放射源取得。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含利用第二放射源在不同于治疗光束的视野方向的方向上取得该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方向垂直于该治疗光束的视野方向。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包含交错来自该第一放射源的第一光束与来自该第二放射源的第二光束。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含特性化该目标区域的移动。
14.一种设置成利用合成层析成像判定目标区域移动的治疗系统，其特征在于，其包含：
可旋转支架；
第一放射源；
第二放射源；以及
控制系统，其中该控制系统设置成在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；
在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，
其中该第一处理窗在该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及
比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息及自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息与该第一位置信息来判定该目标区域的移动。
15.根据权利要求14所述的治疗系统，其特征在于，该第一组投影射线照相中的大多数与该第二组投影射线照相相同。
16.根据权利要求15所述的治疗系统，其特征在于，该第一处理窗与该第二处理窗的角度范围在4与40度之间。
17.根据权利要求16所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成：
对于该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相执行重建；
基于该第一组投影射线照相计算第一平均偏移；以及
基于该第二组投影射线照相计算第二平均偏移。
18.根据权利要求17所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成：
基于该第一平均偏移与该第二平均偏移判定偏移数据；以及
调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
19.根据权利要求15所述的治疗系统，其特征在于，该处理窗对应于包括至少6个投影射线照相的弧形长度。
20.根据权利要求18所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成：
执行来自该第一组投影射线照相的第一断面与来自该第二组投影射线照相的第二断面的重建；
在二维空间中跟踪关联于对应到该第一组投影射线照相的第一断面的第一位置信息与关联于对应到该第二组投影射线照相的第二断面的第二位置信息；
三角测量该第一位置信息与该第二位置信息；以及
基于该目标的三角测量的位置计算平均偏移。
21.根据权利要求20所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成：
基于该目标的三角测量的位置判定偏移数据；并调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
22.根据权利要求14所述的治疗系统，其特征在于，该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相独立地自该第一放射源取得。
23.根据权利要求22所述的治疗系统，其特征在于，该治疗系统利用该第二放射源在不同于治疗光束的视野方向的方向上取得该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相。
24.根据权利要求23所述的治疗系统，其特征在于，该方向垂直于该治疗光束的视野方向。
25.根据权利要求23所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成交错来自该第一放射源的第一光束与来自该第二放射源的第二光束。
26.根据权利要求22所述的治疗系统，其特征在于，该控制系统还设置成特性化该目标区域的该移动。
27.一种含有用于利用合成层析成像判定目标区域移动的序列的程序化指令的计算机可读取媒体，其特征在于，其在当由治疗系统中处理器执行时使得该治疗系统进行：
在由第一范围的投影角度所定义的第一处理窗当中存取该目标区域的第一组投影射线照相；
在由第二范围的投影角度所定义的第二处理窗当中存取该目标区域的第二组投影射线照相，其中该第一处理窗于该目标区域的治疗期间滑动至该第二处理窗；以及
比较自该第一组投影射线照相所得到的第一位置信息及自该第二组投影射线照相所得到的第二位置信息与该第一位置信息来判定该目标区域的该移动。
28.根据权利要求27所述的计算机可读取媒体，其特征在于，该第一组投影射线照相中的大多数与该第二组投影射线照相相同。
29.根据权利要求28所述的计算机可读取媒体，其特征在于，该第一处理窗与该第二处理窗的角度范围在4与40度之间。
30.根据权利要求29所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统进行：
对于该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相执行重建；
基于该第一组投影射线照相计算第一平均偏移；以及
基于该第二组投影射线照相计算第二平均偏移。
31.根据权利要求30所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统进行：
基于该第一平均偏移与该第二平均偏移判定偏移数据；以及
调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
32.根据权利要求28所述的计算机可读取媒体，其特征在于，该处理窗对应于包括至少6个投影射线照相的弧形长度。
33.根据权利要求32所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统进行：
执行来自该第一组投影射线照相的第一断面与来自该第二组投影射线照相的第二断面的重建；
在二维空间中跟踪关联于对应到该第一组投影射线照相的第一断面的第一位置信息与关联于对应到该第二组投影射线照相的第二断面的第二位置信息；
三角测量该第一位置信息与该第二位置信息；以及
基于该目标的三角测量的位置计算平均偏移。
34.根据权利要求33所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统进行：
基于该目标的三角测量的位置判定偏移数据；并调整该目标区域的治疗来补偿该偏移数据。
35.根据权利要求27所述的计算机可读取媒体，其特征在于，该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相独立地自第一放射源取得。
36.根据权利要求35所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统利用第二放射源在不同于治疗光束的视野方向的方向上取得该第一组投影射线照相与该第二组投影射线照相。
37.根据权利要求36所述的计算机可读取媒体，其特征在于，该方向垂直于该治疗光束的视野方向。
38.根据权利要求36所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统交错来自该第一放射源的第一光束与来自该第二放射源的第二光束。
39.根据权利要求35所述的计算机可读取媒体，其特征在于，还包含序列的程序化指令，其在当由该处理器执行时使得该治疗系统特性化该目标区域的移动。
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