CN102553089A - 用于动态频闪弧形疗法的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开动态频闪弧形疗法的系统和方法。包括沿路径移动至少一个设备，以改变目标体积相对于放射射束发射器的方向；确定至少一个设备到达与第一放射治疗射束相关联的第一路径段的开始位置；当沿第一路径段至少一个设备移动时，从放射射束发射器朝向目标体积发射第一放射治疗射束；确定至少一个设备达到第一路径段的停止位置；响应于确定至少一个设备达到第一路径段的停止位置，停止发射来自放射射束发射器的第一放射治疗射束；确定至少一个设备达到与第二放射治疗射束相关联的第二路径段的开始位置，第二路径段的开始位置不同于第一路径段的停止位置；当沿第二路径段至少一个设备移动时，从放射射束发射器朝向目标体积发射第二放射治疗射束。

Description

用于动态频闪弧形疗法的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月23日提交的美国临时专利申请号61/219,662，题目为“HYBRIDARC IMRT”的优先权，为了所有目的其内容在此引入以供参考。

本申请是2009年8月18日提交的美国专利申请序列号12/543,437，题目为“SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMIC STROBE ARC THERAPY(用于动态频闪弧形疗法的系统和方法)”的部分继续申请，为了所有目的其内容在此引入以供参考。

本申请要求2010年6月1日提交的欧洲专利申请号10164658.6的优先权，为了所有目的其内容在此引入以供参考。

技术领域

下面描述的实施例通常涉及按照“动态频闪(dynamic strobe)”递送方案向患者递送放射疗法(radiation therapy)。在一些实施例中，“动态频闪”递送方案可以包括和/或无缝结合一个或多个其它放射疗法递送方法。

背景技术

按照传统的放射疗法，一束射线指向位于患者内的肿瘤。根据治疗计划，该束射线向该肿瘤递送预定剂量的治疗性放射物。该递送的射线通过引发细胞内部的电离，从而杀死肿瘤细胞。主要的问题是如何限制对肿瘤周围的健康组织的损害。

图1示出了传统的患者诊疗过程，其包括放射疗法。按照过程100的一些示例，获取患者的图像数据，并且在诊断期间(105)基于图像数据，识别目标体积和关键内部结构。为了实现关于目标体积的预期结果，同时最小化对关键结构的损害，规定放射剂量(110)。接下来，确定用于递送该剂量的治疗计划(115)。

然后在某些天的时段上间隔的数次开会，或“片段”期间向患者递送治疗计划(125)。在每个片段之前，按照治疗计划的需要，对患者进行定位(120)。这种定位可能涉及使用激光，皮肤标记等等。

多种放射疗法递送的方法或模式已经被提出和利用。放射疗法递送系统典型地包括针对放射疗法递送的一个特定模式而优化的控制系统和硬件。一些放射疗法递送模式包括，例如，传统IMRT，动态调制弧形疗法，CT引导IMRT(强度调制放射疗法)，和体积调制弧形疗法。

在传统IMRT系统中，在患者周围的多个固定位置或角度产生具有调制强度的射束。然后，这些射束通过在每个固定位置上固定的机架来递送。可以通过在固定位置上叠加多个形状(“步进和发射(step and shoot)IMRT”)，或者通过以变化的速度横跨射束移动多叶准直器(“MLC”)的叶片(“滑动窗口IMRT”)，来调制射束的强度。在动态调制弧形疗法系统中，递送系统的机架执行连续的旋转运动(每弧小于或等于360度)。遍及旋转运动，射束保持恒定剂量率，并且MLC叶片不断地重新组成以保持与从各自的角度观看的肿瘤的形状相同的形状。动态调制弧形疗法的吞吐量比传统的IMRT更大，但需要更复杂的MLC叶片控制。

在CT引导IMRT系统，例如TomoTherapy公司提供的系统中，线性加速器被安装在环形机架上，并且围绕患者做360度旋转动作。在这个运动期间，射束一直打开，并且随着机架的旋转，通过快速地打开和关闭MLC叶片，该射束被部分地阻挡或排除障碍。在体积调制弧形疗法系统中，例如由来自于Varian医疗系统的RapidArc^TM放射疗法技术所提供，L型机架围绕患者执行360度旋转。射束持续地打开，并且可调制剂量率。随着机架旋转，MLC叶片也在持续运动，由此产生不同的形状。后两种系统需要复杂的和昂贵的部件，对机架和MLC叶片的运动进行同步和控制。

在治疗的计划阶段(115)期间，做出关于使用何种递送模式的决定。该决定可能基于几种因素，包括例如患者的诊断，递送系统的约束，涉及日程表的时间问题，和患者和/或放射疗法系统的可用性，等等。在决定递送的具体模式之后，确定适于该递送模式的治疗计划。

如上所述，递送模式的选择涉及折衷或妥协。可能尤其适于某些应用的其他放射疗法递送模式是希望的。

发明内容

为了至少解决上述问题，一些实施例提供了系统，方法，设备，和装置，用以沿路径移动至少一个设备，以改变目标体积相对于放射射束发射器的方向；确定至少一个设备已经到达与第一放射治疗射束相关联的第一路径段的开始位置，当至少一个设备沿第一路径段移动时，从放射射束发射器朝向目标体积的第一放射治疗射束确定至少一个设备已经到达第一路径段的停止位置，响应于确定至少一个设备已经到达第一路径段的停止位置，停止发射来自于放射射束发射器的第一放射治疗；确定至少一个设备已经到达与第二放射治疗射束相关联的第二路径段的开始位置，第二路径段的开始位置不同于第一路径段的停止位置；并且，当至少一个设备沿着第二路径段移动时，从放射射束发射器朝向目标体积发射第二放射治疗射束。

实施例不限于此处的描述的实施例，因为本领域技术人员能够容易地修改说明书以创建其它实施例和应用。

附图说明

如附图所示，通过考虑下面的说明，实施例的结构和用途将变得显而易见，其中相似的参考标号指示相似的部件，其中：

图1是根据在此的一些实施例的放射疗法过程的图；

图2是根据一些实施例的放射疗法系统的透视图；

图3是根据一些实施例的放射疗法系统的框图；

图4包括流程图，其说明根据一些实施例的动态频闪调制弧形疗法过程；

图5示出根据一些实施例的放射疗法系统的放射发射器移动所沿的一部分路径的路径段；

图6示出根据一些实施例的放射疗法系统的放射发射器移动所沿的一部分路径的路径段；

图7说明了根据一些实施例的随着时间推移的放射物的发射；和

图8说明了根据一些实施例的随着时间推移的放射物的发射。

具体实施方式

提供下列描述，使得本领域技术人员能够产生和使用在此所述的实施例，并阐明为此预期的最佳模式。然而，各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

作为一些实施例特征的简要介绍，放射治疗计划可能定义一路径和该路径的多个段，至少一个设备可能沿着该路径移动，以改变目标体积相对于放射发射设备的方向。该设备可包括放射发射设备本身(例如，其中路径是弧的至少一部分，通过其，放射发射设备经由机架的旋转而旋转)；和/或在其上放置患者(目标体积位于其体内)的治疗台。在治疗台的情况下，该路径可包括该台可行进经过的任意位置。每个路径段可与各自的放射治疗射束相关联。同样，每个路径段与开始位置和停止位置相关联。

可以执行该治疗计划，以沿该路径移动至少一个设备，直到到达第一路径段的开始位置。在至少一个设备继续沿第一路径段移动时，放射射束发射器发射与第一路径段相关联的放射治疗射束。一旦至少一个设备到达第一路径段的停止位置，放射射束发射器就停止发射放射治疗射束。

至少一个设备沿着该路径继续移动直到到达下一路径段的开始位置。在至少一个设备继续沿着下一路径段移动时，放射射束发射器发射与下一路径段相关联的放射治疗射束。一旦到达下一路径段的停止位置，放射射束发射器就停止发射放射治疗射束。

可关于额外的路径段继续进行上述操作。两个相继路径段之间可能存在间断，从而该路径段的停止位置不同于相继路径段的开始位置。因此，在至少一个设备在两个相继路径段之间的运动期间，不发射放射治疗射束。

与下一路径段相关联的放射治疗射束，在剂量率，横截面(由MLC准直器叶片确定)，和/或其他任意特征方面，可以和与第一路径段相关联的放射治疗射束不同。在至少一个设备从第一路径段的停止位置运动到下一路径段的开始位置期间，这些特征可能发生改变。

在某些方面，路径段与多于一个放射治疗射束相关联。路径段的开始位置可以与该路径段的停止位置重合，使得至少一个设备在该开始/停止位置暂停，以发射与该路径段相关联的放射治疗射束。

通常结合系统200描述一些实施例，在图2中提供了系统200的透视图。当然，除了图2的系统200以外的系统可以用于实施在此描述的实施例。

系统200包括线性加速器205，操作员控制台220，患者240，成像设备245，和台255。系统200可以生成放射物，用于成像和/或放射疗法。在这一点上，定位患者240以根据放射治疗计划接收放射剂量。

线性加速器205可以将放射射束从治疗头210朝向位于加速器205的等角点(isocenter)上的患者体积240递送。根据一些实施例，放射射束可包括具有兆伏范围的能量的光子或电子放射。治疗头210包括用于发射放射射束的射束发射设备，和用于成形射束和用于使敏感表面屏蔽免受射束的射束屏蔽设备或准直器。治疗头210还可以包括附件托盘，以容纳并安全地保存在治疗计划和治疗期间使用的附件(例如，像标线片(reticle)，楔，或等等)。

成像设备245可包括基于从治疗头200接收的光子放射(即，X射线)和/或电子放射获得二维图像的任何系统。因此，成像设备245可适于基于兆伏放射获取图像数据。可以使用成像设备245用于获取图像用于诊断、核实和记录患者位置，用于核实和记录内部结构位置，和/或用于其它用途。在一些情况下，可使用锥束重建技术，以由成像设备245获取的二维图像构建三维图像。

在一些实施例中，成像设备245可以是平板成像设备，其使用闪烁体层和布置在二维阵列中的固态非晶硅光电二极管。在其它实施例中，成像设备245将X射线转换成电荷而无需闪烁体层。在这种成像设备中，X射线被非晶硒光电导体阵列直接吸收。该光电导体将X射线直接转换成已存储的电荷，其包括已获得的放射区域的图像。成像设备245还可以包括CCD或基于电子管的照相机。这种成像设备可以包括不透光外壳，其内放置闪烁体，镜子和照相机。

在放射射束发射之前、期间和之后，机架215可围绕轴旋转。机架215的旋转可以使得治疗头210和成像设备245围绕等角点旋转，这样在改变目标体积在等角点上相对于治疗头210的方向的同时，在旋转期间所述等角点保持位于治疗头210和成像设备245之间。成像设备245可以以任何方式附着到机架215，包括经由可伸展和能伸缩的外壳250。

在放射疗法期间台255支撑患者240。台255可以单独或连同机架215可移动，以改变目标体积相对于治疗头210的方向。台255可以沿任意数目的轴或轴的组合移动。

操作员控制台220包括接收来自于操作员的指令的输入设备225和输出设备230，该输出设备230可以是用于显示线性加速器205的可操作参数的监视器，和/或用于接收指令的界面。这些指令可包括在多个可用放射疗法过程中做出的选择。输出设备230还可以显示成像设备245所获取的图像，以在治疗递送之前核实患者的定位。输入设备225和输出设备230都被耦合到处理器235。

根据一些实施例，处理器235执行程序代码。该程序代码可以对于控制系统200是可执行的，以如在此所述的那样操作。程序代码可被存储在任何计算机可读介质中，包括但不限于固定盘，光盘，闪存，CD-ROM，DVD-ROM，盘，磁带，和任何其它现在公知或变为已知的存储介质。

操作员控制台220可被设置远离线性加速器205，例如在不同房间中，以便保护其操作员免受放射物。例如，加速器205可以被设置在厚重的屏蔽室内，例如混凝土地下室(concrete vault)，其屏蔽操作员免受加速器205产生的放射物。

图2可包括比所显示的部件更少或更多的部件。此外，实施例不限于图2所示的系统和设备。

图3是根据一些实施例的系统200的部件框图。如所示，操作员站点220包括与系统200的其它部件对接的多个部件。具体来说，操作员站点220包括成像设备接口405，治疗头接口310，机架接口315，和台接口320。

接口305到320可以包括专有硬件和/或软件接口，并且接口305到320的一个或多个可以位于处理器235中。接口305到320的一个或多个可由单一接口实现。例如，接口305可由单一以太网接口实现，并且接口310到320可由单一专有接口实现，用于与台255，治疗头210和机架215对接。

处理器235包括微处理器325和存储器330。微处理器325可以执行在存储器330中存储的处理器可执行程序代码，以提供在此描述的部分或所有功能。在这方面，存储器330存储动态频闪调制弧形疗法管理器335的处理器可执行处理步骤。

动态频闪调制弧形疗法管理器335可以包括用以执行在此描述的处理步骤的处理器可执行程序代码。根据一些实施例，动态频闪调制弧形疗法管理器335还可以包括用以生成和/或修改治疗计划的程序代码。

存储器330也可以按照任何当前或此后的已知格式存储治疗计划340。治疗计划340可以包括由线性加速器205和治疗台255可自动执行的脚本，以提供放射疗法部分。根据在此的一些实施例，治疗计划340可以包括一个或多个治疗计划，其中已经最优化的患者定位，射束计划，和/或规定剂量，包括但不限于DAO算法。

下面将讨论模块335和340的每个的使用，并且其可包括任何适当的程序代码以执行归因于此处的功能。模块335和340可以包括任何适当的软件格式，其包括但不限于动态链接库，插件，操作系统扩展，独立的应用程序等等。根据一些实施例，动态频闪调制弧形疗法管理器335可以包括模块340或例如治疗计划模块(未示出)的任何其他模块。

图4是根据一些实施例的过程400的图示。示出的过程400可以由任意合适的硬件和/或软件部件来实施。在实施这里所示的过程、系统和设备时，一些实施例可以包括硬件部件，一些实施例包括软件部件，并且其他实施例可以既包括软件也包括硬件部件。图4的过程不限于此处所示的顺序。相反，该过程的实施例可以按照任何可行的顺序来执行。就此而言，除非另有说明，在此所公开的任何方法和过程都可以按照任何可行的顺序来执行。注意，一些实施例可以使用以不同配置安排的一个或多个过程的部分，而没有一个或多个过程的其他部分。

在405，放射疗法系统接收向目标体积递送规定放射剂量的至少一部分的放射治疗计划。在一些实施例中，放射治疗计划被提供给放射疗法治疗递送系统，该放射疗法治疗递送系统在计算机或处理器可读介质中实施，例如在内存存储单元中实施的文件或文件系列。内存存储单元可实现为光盘，CD-ROM，RAM，闪ROM，或现在已知或将来变为已知的任何类型的内存存储单元。

在一些实施例中，在405上接收或者另外提供的放射治疗计划可以使用直接孔径优化(DAO)算法创建。按照DAO算法，创建一系列单独的放射治疗射束，并将其放置在患者周围的环形配置中。每个射束的位置(例如角位置)由称为优化点(OP)的固定点来指定。根据计划的标准，由DAO算法对每个射束的形状和/或剂量进行优化，以实现在患者内所要求的剂量分配。

可以使用不同于DAO算法的计划算法来创建治疗计划。例如，除了DAO算法外或作为DAO算法的替代，这里使用的治疗计划算法，系统或方法还可以包含其它治疗计划算法。

治疗计划系统(未示出)可以包括DAO计划系统，例如该系统生成在10度间距上围绕患者间隔的36个OP。而且，每个OP与放射治疗射束相关联，并且根据计划标准，由DAO算法对每个射束的形状和剂量进行优化，以实现在患者内优化剂量分配。

在一些实施例中，执行过程400的治疗递送系统将每个OP转换成与特定开始位置(例如，角)和特定停止位置(例如，角)相关联的路径段。每个路径段代表范围，在其上与OP相关联的规定放射剂量要被递送，与在OP指定的固定点上正被递送相反。接收到的治疗计划当然可以指定该路径段和它们相关联的射束，其可以被直接地确定，或是来自于DAO产生的治疗计划。

该路径段对应于至少一个设备行进的路径，以改变目标体积相对于放射射束发射器的方向。如上所述，该至少一个设备可以包括放射射束发射器本身，在这种情况下，该路径段包括机架旋转所经过的角度范围。如果该至少一个设备包括治疗台，那么每个OP可以被转换到与台位置的连续范围对应的路径段。

一些实施例可以包括在放射射束发射期间，放射射束发射器和治疗台(和/或其他设备)的移动。在放射射束发射期间，设备的移动在目标体积相对于放射射束发射器的方向上产生净变。在此类实施例中，每个OP可被转换到对于移动中的每个设备的路径段。例如，单独的OP可被转换到在递送对应于OP的治疗放射射束的期间移动放射射束发射器将所经过的路径段，以及在对应于OP的治疗放射射束的传递期间，移动治疗台所经过的路径段。

路径段长度可以被确定使得在路径段上应用的放射剂量分配与使用等同固定射束递送模式所获得的放射剂量分配不偏离多于特定量(例如，30％)。路径段的长度可被限制为特定的最大路径段长度。

路径段长度还可以基于至少一个设备沿该路径段移动所需的时间，和/或要应用放射的剂量率来确定。在减少或甚至最小化应用规定的放射所需要的时间的约束下，该系统可以优化这些参数的一些或全部。

假设按照治疗计划的要求将患者进行定位，则在410，至少一个设备依照治疗计划沿路径运动。所述运动改变目标体积相对于放射射束发射器的方向。为了本示例的目的，假设这个运动包括用于以圆弧形围绕患者240旋转治疗头210的机架215的旋转。在一些实施例中，机架速度被调节到预先计算的值。通过使用沿着一个或多个路径段的运动的持续时间的预测可以计算机架的速度以便最小化治疗时间，同时也满足路径段的开始位置和停止位置约束。该持续时间可包括用于射束成形、射束递送和其它因素的时间。

在410处的运动期间，可以将射束成形设备(一个或多个)移动至与即将来临的路径段相关联的射束形状。可以按照各种不同方式来验证和调节射束成形设备(一个或多个)的形状，在一些实施例中，这些方式包括实时的随着机架从一个路径段转换到下一个路径段。

假定治疗头210继续运动遍及过程400的剩余部分，然而，实施例不局限于此。在415，确定至少一个设备(即治疗头210)是否已经到达路径段的开始位置。如果没有，则在415处流程暂停，同时该至少一个设备继续沿该路径运动。一旦到达开始位置，就在420处，朝向目标体积发射与该路径段相关联的放射射束。在这方面，每个路径段可以与多个射束参数相关联，例如射束形状、射束能量和/或放射剂量。

在420处放射治疗射束的发射可能以很多不同的方式完成，包括精确模式(Precision Mode)和性能模式(Performance Mode)。在精确模式中，射束的剂量率被设置使得在恒定机架速度下，剂量递送的结束将与停止位置重合。因此，在整个路径段上剂量被均匀地递送。

在性能模式中，在开始位置或接近开始位置，在停止位置或接近停止位置，和/或在位于开始位置和停止位置之间的中点(或其它多个点)或接近该中点上，都可以动态调节该至少一个设备的速度。基于涉及治疗计划和目标体积的不同标准，可以动态地调节该至少一个设备的速度以及递送系统的其它方面，这些方面包括但不限于治疗射束的大小和能量或剂量率。在一些实施例中，在开始位置和停止位置之间的射束剂量分布率，既可以单独或也与其它射束剂量分布优化方面相结合，通过利用射束而无需修平滤波器被最大化。

在相应路径段的射束发射期间，一个或多个射束参数可保持恒定。这些参数的例子包括射束形状、射束能量、射束发射器的速度、剂量率，和/或射束类型(例如光子与电子)，其中射束形状可由准直器叶片配置和旋转设置来定义。使用一个或多个恒定参数简化系统控制。当然，沿路径段在射束发射期间，一个或多个上述或其它射束参数可能改变。

发射继续直到在425处确定到达该路径段的停止位置为止。因此，在430，停止发射与该路径段相关联的放射射束。在435，确定该路径是否包含更多的路径段。如果是，则流程返回到415。

如上所述，路径段的停止位置可以被间隔远离下一路径段的开始位置。从而，流程可能会在415处再次循环，直到该至少一个设备到达下一路径段的开始位置。在此时间期间，放射递送系统可能准备发射与下一路径段相关联的放射射束。例如，在此时间期间，MLC的形状可能从与先前发射的射束相关联的射束形状改变为与接下来要发射的射束相关联的射束形状。

一旦在435确定在当前治疗计划中不存在其它路径段，则过程400终止。

一些实施例可体现系统中的多个优点，在系统中，机架连续地运动，并且连续地应用放射。由于在路径段之间的间隙期间改变系统设置的能力，因此疗法计划易受到较少的系统约束。由于在间隙内没有应用放射，因此该系统可以以高的自由度改变参数设置，包括在正在发射放射物同时不相邻的或不能改变的参数设置。

一些实施例还允许比上面传统系统更高的剂量率，这必须降低剂量率，因为射束持续地打开，

由于只在定义的路径段上发射放射物，因此一些实施例可以被称为“突发模式”方案或“频闪模式”方案。在这种突发期间，剂量率可能比在传统持续应用方案中使用的剂量率高很多(例如，多于1000MU/min，2000MU/min，3000MU/min或4000MU/min，)。因此，在较短的总时间上发射放射物。

在其期间应用放射的全部时间可能少于该至少一个设备沿着整个路径行进所需的时间的60％。另外或者可替换地，应用放射所沿的所有路径段的长度可能总计小于整个路径长度的60％。

根据一些实施例，图5提供了过程400的示例性执行，其中移动机架以改变目标体积相对于治疗头的方向。如所示，机架绕着等角点503沿圆弧501运动。在等角点503处定位目标体积(未示出)。

沿着弧501分布三个路径段505，507，509。每个路径段505，507，509被开始角505’、507’、509’和停止角505”、507”、509”表征。当机架到达开始角505’时，发射与路径段505相应的治疗放射射束。当机架沿着第一路径段505运动时，发射射束，并且当机架到达停止角505”时，发射停止。在这个射束发射期间，像射束能量，剂量率和射束形状525的射束参数被假定保持恒定，尽管实施例并不仅限于此。

在机架沿着路径段505和路径段507之间的间隙506运动时，可以将射束能量，剂量率和/或射束形状525中的任意一个设置为新值。在当前例子中，射束形状525被改变为射束形状527。例如，如果需要设置新值的额外时间，则机架速度也可以被调节。然而，机架能够尽可能的快速移动至下一开始角507’，以减少整个过程的时间。如果需要，则在机架到达第二路径段507的开始角507’之前，就执行验证步骤，来验证正确的设置改变。

当机架到达开始角507’时，发射与路径段507相应的治疗放射射束。当机架沿第一路径段507移动时，发射射束，并且当机架到达停止角507”时，发射停止。

对于间隙508和路径段509重复该过程，直到最后路径段已经被遍历。

在前述例子中，在路径段505、507和509上，应用到目标体积的剂量(剂量曲线531)连续地增加。

图6说明了过程600的不同实施例。第一和第二路径段505，507对应于图5的第一和第二路径段。然而，第三路径段609和与其停止位置重合的开始位置相关联。在路径段507和路径段609之间的间隙508处，将射束参数设置成与第三路径段609相关联的值。

一旦机架到达路径段609就停止机架运动。在停止后，发射与路径段609相关联的第一放射射束。接着，改变射束参数(例如，射束形状629改变为射束形状629’)并发射与路径段609相关联的下一放射射束。在一些实施例中，射束参数可以在放射物发射期间改变。例如，随着放射物穿过射束成形设备，射束成形设备的设置可能改变。随后，发射与路径段609相关联的第三放射射束(且具有射束形状629”)，并且机架继续其旋转直到到达下一路径段。

图7说明了根据一些实施例的放射物应用的动态过程。

上部701示出了在其期间发射放射物的时段(虚线段703)。还表示了离散参数711(例如，准直器设置)的值。特别地，普通线段713表示离散参数在其期间被改变的时间周期。这些周期被布置在放射物发射之间的间隙内。在时间周期713的末尾，执行验证步骤715，以验证正确性的设置。离散参数在时间周期713期间的行为可能完全是非线性的。

在离散参数711的时间过程下面示出是的连续参数721(即，在发射放射物周期期间和在这些周期之间的间隙期间改变的参数)。括号723表示预定义的放射应用窗口。这些窗口与预定义的路径段相对应，该预定义的路径段向应用放射所沿的实际路径段施加约束。在所说明的实施例中，实际路径段必须符合预定义的路径段。系统可能不允许在那些窗口以外发射放射物。

还示出了连续参数731。连续参数931可能与机架的速度有关。

图8说明了根据一些实施例的放射物应用的动态过程。

静止阶段851中断了机架的运动。在静止阶段851期间，速度调制参数831停止变化，在该期间放射可能被多次打开和关闭。在静止阶段851的这些脉冲期间，离散参数811的参数设置813可能被改变。在静止阶段851之后，机架可重新运动并且如本文所述的可以发射放射物。

一些实施例可以被配置，被修改，或还有其它功能，用于与过程400一道处理可能发生的异常或特殊情况。例如，如果在路径段之间的时间周期不足以对用于下一治疗射束的射束成形设备进行配置，则所述至少一个设备的运动可能减速，使得下一治疗射束能够在下一路径段的规定开始位置和停止位置内递送。如果由于某种原因，射束成形设备未能配置成为所需的形状(或者如果下一路径段放射射束的任何其它参数不能被设置)，则治疗可能被中断(即，中止)。

需注意，过程400可能包括放射疗法的其它模式。例如，常规的IMRT可以被表示为过程400的一种特殊情况，其中任何给定路径段的开始位置和停止位置彼此相等。因此，每个规定的放射射束都将利用停止的机架而递送，而并非利用移动的机架来递送。

为了满足治疗目的，在一些实施例中可能会研发和执行混合递送计划，其可包括至少一个‘标准的’IMRT部分，和至少一个“动态频闪”部分。以此方式，开发和管理混合递送计划，其包括两种方法的优点(在所需之处递送更快、精度更高)。例如，混合治疗方案会在大多数临界区域中提供固定IMRT的精确性，同时还在精确性对估计剂量测定的计算影响较小的任何地方，保留了“动态频闪”递送的速度优势。

在一些实施例中，对治疗计划的路径段进行安排，以最少的时间量完成治疗递送。该安排会根据需要，考虑是单遍(single pass)360度(或更少)旋转，还是多遍。在单遍模式的例子中，重叠路径段可以被重新排序并重新调整大小，以致每个路径段可以在该路径段自己的开始位置和停止位置内被递送。接着，路径段被重新分类，致使它们能够沿着预期路径被递送。

应当注意，治疗计划系统、子系统、机制或模块所描述的路径段的顺序不需要与智能递送系统重组的路径段顺序相同。

在一些实施例中，在此的系统和方法可以支持顺时针和逆时针的递送，并且，当患者定位于递送系统中时，该方向可以基于至少一个设备的位置而动态改变。考虑到系统的局限性，针对每个路径段，可以计算机架的速度，从而能够实现治疗计划的所有参数。

在不偏离权利要求的范围和精神的情况下，本领域技术人员应该理解的是可以对上述实施例的各种改变和修改进行配置。因此，可以理解的是，权利要求应当是可实施的，而并非在此具体描述的。

Claims (15)

1.一种装置执行的方法，该方法响应于该装置的处理器执行程序代码：

沿路径移动(410)至少一个设备，以改变目标体积相对于放射射束发射器的方向；

确定(415)该至少一个设备已经到达与第一放射治疗射束相关联的第一路径段(505)的开始位置(505’)；

当沿第一路径段移动该至少一个设备时，从放射射束发射器朝向目标体积发射(420)第一放射治疗射束；

确定(425)该至少一个设备已经达到了第一路径段的停止位置(505”)；

响应于确定该至少一个设备已经达到第一路径段的停止位置，停止(430)发射第一放射治疗射束；

确定(415)该至少一个设备已经达到与第二放射治疗射束相关联的第二路径段(507)的开始位置(507’)，第二路径段的开始位置不同于第一路径段的停止位置；和

当沿第二路径段移动至少一个设备时，从放射射束发射器朝向目标体积发射(420)第二放射治疗射束。

2.如权利要求1所述的方法，其中在第一和第二路径段中的至少一个路径段的开始位置和停止位置之间的射束发射期间，射束的形状和/或射束的能量保持恒定。

3.如权利要求1所述的方法，其中该第一和第二路径段中的至少一个路径段与等于其停止位置的开始位置相关联。

4.如权利要求3所述的方法，其中多个连续射束形状(629，629’，629”)被应用在具有等于其停止位置的开始位置的路径段上。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于与沿着第一路径段的固定点相关联的固定放射治疗射束，确定第一放射治疗射束和第一路径段。

6.如权利要求1所述的方法，其中第一路径段的长度和第二路径段的长度小于预定义的路径段长度。

7.如权利要求1所述的方法，其中该路径包括多个其它路径段，该方法还包括：

当沿多个其它路径段的每个移动该至少一个设备时，朝向目标体积发射分别与每个路径段对应的放射治疗射束，

其中，总之，当沿路径移动时发射的每个放射治疗射束朝向目标体积递送规定的放射剂量。

8.一种系统，包括：

放射疗法设备(245)，包括放射射束发射器；

存储器(330)，存储放射治疗计划；和

控制单元(220)，其与存储器通信并操作时用以执行放射治疗计划，以：

沿路径移动至少一个设备，以改变目标体积相对于放射射束发射器的方向；

确定该至少一个设备已经到达与第一放射治疗射束相关联的第一路径段(505)的开始位置(505’)；

当该至少一个设备沿第一路径段移动时，从放射射束发射器向目标体积发射第一放射治疗射束；

确定该至少一个设备已经达到了第一路径段的停止位置(505”)；

响应于确定该至少一个设备已经达到第一路径段的停止位置，停止发射来自放射射束发射器的第一放射治疗射束；

确定该至少一个设备已经达到与第二放射治疗射束相关联的第二路径段(507)的开始位置(507’)，第二路径段的开始位置不同于第一路径段的停止位置；和

当沿第二路径段该至少一个设备移动时，从放射射束发射器朝向目标体积发射第二放射治疗射束。

9.如权利要求8所述的系统，其中在第一和第二路径段中的至少一个路径段的开始位置和停止位置之间的射束发射期间，射束的形状和/或射束的能量保持恒定。

10.如权利要求8所述的系统，其中该第一和第二路径段中的至少一个路径段与等于其停止位置的开始位置相关联。

11.如权利要求10所述的系统，其中多个连续射束形状(629，629’，629”)被应用在具有等于其停止位置的开始位置的路径段上。

12.如权利要求8所述的系统，控制单元进一步操作时执行放射治疗计划，以基于与沿着第一路径段的固定点相关联的固定放射治疗射束，确定第一放射治疗射束和第一路径段。

13.如权利要求8所述的系统，其中第一路径段的长度和第二路径段的长度小于预定义的路径段长度。

14.如权利要求8所述的系统，其中第一放射治疗射束在第一路径段的开始位置和停止位置之间基本上相等地分配放射剂量。

15.如权利要求8所述的系统，其中该路径包括多个其它路径段，该控制单元进一步操作时执行放射治疗计划以：

当沿多个其它路径段的每个该至少一个设备移动时，从放射射束发射器朝向目标体积发射分别与每个路径段对应的放射治疗射束，

其中，总之，当沿路径移动时发射的每个放射治疗射束朝向目标体积递送规定的放射剂量。

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