CN103796716B - 通用远距离放射治疗室设备 - Google Patents

Abstract

远距离放射治疗设备包括：控制单元；具有有效的患者平面的三维成像器；至少一个二维成像器，被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像；以及患者定位器，被配置为确保目标组织与所述患者定位器呈固定关系，所述控制单元被配置为：输入所述患者目标组织的计划治疗位置；当所述计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面一致时，从所述三维成像器获取所述目标组织的位置信息，并且当所述计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面不一致时，从至少一个二维成像器获取所述目标组织的位置信息。

Description

通用远距离放射治疗室设备

相关申请的交叉引用

本申请主张2011年5月1日提交的名称为“通用远距离放射治疗室设备”的美国临时专利申请S／N61／481,205的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开通常涉及远距离放射治疗领域，尤其涉及远距离放射治疗室设备，包括：三维成像器；和一对二维成像器，其被配置在与所述三维成像器的主成像平面正交的平面上。

背景技术

远距离放射治疗法可以定义为一种治疗方法，其中放射源与待治疗的身体有一段距离。在远距离治疗中使用X射线和电子束治疗各种癌症已经很久了。遗憾的是，X射线呈现一种接近指数衰减函数的线性能量转移，因此，对于植于内部比较深的肿瘤的使用安全性很低。由于重粒子具有穿透特定厚度的能力而且不会明显伤害中间组织，在远距离放射治疗中，已经发现使用重粒子，尤其是强子，更具体的说是质子的接受程度在增加。特别是，强子的线性能量转移呈现一种与深度相反的分布，其具有显著的布拉格峰，在布拉格峰这个点，强子积蓄他们大部分的能量，并且强子的线性能量转移发生在强子路径的末端。这种效应带来的结果是，与特别会伤害中间组织的X射线和电子束相比，增加的能量可以针对植于内部的肿瘤。然而，术语强子包括的范围很大，特别是质子和各种离子在远距离放射治疗中应用的最广泛。为了清楚起见，本发明在描述治疗方法时将使用质子实现，然而这并不意味着做出了任何限制。

带电荷的质子或离子可以被集中达到可变的穿透深度的目标量。这样，剂量分布图可以以很高的精度与目标量非常接近的匹配。为了确保完成对目标肿瘤的放射，优选的，大量的电子束从几个不同的方向到达植于内部的肿瘤。无论它们是相继发射还是同时发射，大量电子束相交的点，都叫做等中心点，并且为了使生物效果最大化，该等中心点必须与目标肿瘤精确的并置。

现有技术中通过包括电子束产生和发送系统的工作台系统完成上述技术方案。遗憾的是，电子束产生和发送系统极其笨重，并且使用这样的工作台系统的设备贵的令人望而却步，因此限制了可用的质子治疗中心的数量。然而，不考虑必需的放射角的话，这样的工作台系统确实有利于治疗所有情况的患者。

工作台系统的另一可供选择的替代方案是固定的电子束放射源，其中，从具有可选的柱电子束产生扫描或散射功能的固定位置的带电强子源提供放射。另外，固定电子束放射不限于来自一个单一的治疗放射源，而是可以包括多个固定电子束，可以独立控制或者联合控制多个固定电子束。因此，术语固定电子束与工作台系统的区别在于治疗电子束源相对于治疗室的墙壁，地板和天花板是固定的，并且通常是不可移动的。

注意到，患者的放射治疗大致可以分成2类：以仰卧，俯卧和类似位置进行治疗的患者，也称水平治疗位置；和以坐或站立位置进行治疗的患者，也称垂直治疗位置。需要了解的是，术语水平治疗和垂直治疗不是严格限定的，每个治疗位置都分别与严格的水平和垂直位置成一定范围的角度。特别是，通过在水平位置上的倾斜或者在垂直位置上的倾斜提供倾斜的治疗。可替代的，当患者处于水平和垂直位置之一时，电子束可以倾斜。

按照精心设计的流程对目标组织进行放射治疗。第一阶段，称作治疗计划阶段，对目标组织进行成像，并且制定包括剂量，患者位置，和放射角度的治疗计划。此外，制定位置标记，以确保接下来的每次放射都能准确命中目标。接下来，进行放射，按照设计好的治疗计划，在一段时间内进行的多次治疗中，每次治疗称作一个阶段。在每一个这样的阶段中，必须根据位置标记小心确保患者的位置正确，以避免对目标组织附近的器官造成损伤。根据所述标记，基于患者的可视化影像，决定患者的位置。根据现有技术，3D成像设备包括CT扫描仪，因为，所述CT扫描仪能提供体积信息，因此能够监测目标组织内的组织结构变化，所以使用3D成像设备进行成像可以很方便的用来监测适合现有治疗计划的患者的位置和确定现有治疗计划的有效性。因此，可以根据监测的目标组织内的组织结构的变化调整治疗计划。

1998年12月22日授权给Sahadevan的美国专利S／N5,851,182的全部内容以引用的方式并入本文中，其着重介绍了患者安排和用于放射治疗的治疗检验系统，所述治疗检验系统包括与放置有兆伏级的放射治疗机器的房间连接的诊断成像装置。在诊断成像台上对患者进行每天日常的患者安排，三维共形放射治疗，以及具有添加的等剂量在线治疗端口验证。患者从诊断成像台转移到治疗台时，无需改变验证过的治疗位置。这样的系统仅限于使用仰卧位进行治疗的患者，因此，需要基于昂贵的工作台的放射系统。

2010年12月7日授权给Lifshitz等人的美国专利S／N7,847,275的全部内容以引用的方式并入本文中，其着重介绍了一种患者治疗设备，包括：治疗放射源；和患者定位机构，其与患者支撑面通信，可操作以实现对支撑面的定位，等同于对所述患者支撑平面围绕三个正交坐标轴中任意一个旋转至少180度，和对所述患者支撑平面沿三个正交坐标轴中任意一个进行平移。另外，放置一个成像器从放射线的角度对目标组织进行成像。因为，选择市面上可选择的成像器主要对固定的预先确定位置，通常是水平位置的患者进行成像，因此，这样的成像器增加了每个治疗室的成本。

2010年9月14日授权给Marash等人的美国专利S／N7,796,730的全部内容以引用的方式并入本文中，其着重介绍了一种放射治疗设备，包括成像器，用于对患者进行垂直平移。这样的设备对垂直平移来说是很理想的，然而对通常水平的患者治疗位置来说不那么合适。

因此，长期以来，感到需要一种改进的治疗设备，既能用于水平治疗位置，也能用于垂直治疗位置，以提高患者处理量。

发明内容

因此，本发明的主要目的是克服现有技术中远距离放射治疗方法和设备的缺点。本发明公开了一种远距离放射治疗设备，包括：呈现有效的患者平面的三维成像器，和至少一个二维成像器，其被配置为在与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面上提供一对二维图像。优选的，远距离放射治疗设备还提供治疗放射源。所述三维成像器可具有水平的有效的患者平面，或者垂直的有效的患者平面，并且还可以是可调的以在一定角度范围内在一般的有效的患者平面成像。在一个实施例中，所述至少一个二维成像器包括布置在与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面上的一对二维成像器。在另一实施例中，提供单个二维成像器，与平移机械装置合作使用，该平移机械装置被配置为轮流在与所述三维成像器的主要图像平面正交的那些平面上平移该单个二维成像器。优选的，所述至少一个二维成像器被配置提供一对二维成像器，该对二维成像器以目标组织等中心点为中心。优选的，所述三维成像器被配置为提供以目标组织等中心点为中心的三维成像，并且进一步的优选的提供关于目标组织的当前的体积信息。

不考虑治疗位置，因而可在任意一间治疗室内提供患者的位置信息。特别是，当三维成像器被配置成具有水平有效的患者平面时，响应于所述三维成像器放置呈现水平治疗位置的患者。另外，所述三维成像器还提供目标组织的体积信息。优选的，所述一个或多个二维成像器可以移动，以使得患者能够相对于所述三维成像器和所述放射源两者自由移动。

当三维成像器被配置为具有水平有效的患者平面时，响应于所述至少一个二维成像器放置呈现垂直治疗位置的患者，所述至少一个二维成像器提供沿与所述三维图像的主成像平面大致正交的平面的一对二维图像。在当前阶段不提供目标组织的体积信息。

当三维成像器被配置为具有垂直有效的患者平面时，响应于所述三维成像器放置呈现垂直治疗位置的患者。另外，所述三维成像器提供目标组织的体积信息。优选的，所述一个或多个二维成像器可以移动，以使得患者能够相对于所述三维成像器和所述放射源两者自由移动。

当三维成像器被配置为具有垂直有效的患者平面时，响应于所述至少一个二维成像器放置呈现水平治疗位置的患者，所述至少一个二维成像器提供沿与所述三维图像的主成像平面大致正交的平面的一对二维图像。在当前阶段不提供目标组织的体积信息。

在一个实施例中，所述二维成像器包括与X射线源协作的X射线面板。在另一个实施例中，所述二维成像器包括相机。在一个进一步的实施例中，所述相机是立体光学相机，因为没有使用穿透射线，因此，提供的三维成像没有与目标组织有关的体积信息。优选的，在单个治疗室内提供所述至少一个二维成像器和所述三维成像器，所述治疗室进一步被配置为提供固定的电子束放射治疗。

在一个独立的实施例中，提供远距离放射治疗设备，所提供的远距离放射治疗设备包括：控制单元；三维成像器，与所述控制单元进行通信并对其进行响应，所述三维成像器具有有效的患者平面，并且被配置为对患者的目标组织进行成像；至少一个二维成像器，与所述控制单元进行通信并对其进行响应，所述至少一个二维成像器被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像；以及患者定位器，其响应于所述控制单元，所述患者定位器被配置为确保患者的目标组织与所述患者定位器呈固定的空间关系，所述控制单元被配置为：输入所述患者的目标组织的计划的治疗位置；当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面一致时，从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；以及控制所述患者定位器，以响应于所述获取的位置信息，相对于放射源放置目标组织。

在一个实施例中，当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面一致时，所述控制单元进一步配置为从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的体积信息。在另一实施例中，响应于所提供的一对二维图像，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息。

在一个实施例中，所述远距离放射治疗设备进一步包括：限定治疗室的一组墙，其中所述三维成像器至少部分位于所限定的治疗室内；并且，其中所述至少一个二维成像器至少部分位于所限定的治疗室内。在一个进一步的实施例中，所述远距离放射治疗设备进一步包括放射源，其中所述放射源是相对于所述一组墙固定的电子束放射源。

在一个实施例中，所述至少一个二维成像器包括与X射线源协作使用的X射线面板。在另一实施例中，所述至少一个二维成像器包括相机。在一个进一步的实施例中，所述相机是立体光学相机。

在一个实施例中，所述三维成像器的有效患者平面是水平的。在另一实施例中，所述三维成像器的有效的患者平面是垂直的。

在一个实施例中，所述至少一个二维成像器包括一对二维成像器，其中每个二维成像器都被配置为提供二维图像，所述二维图像分别沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面中的相应一个平面。在另一实施例中，所述远距离放射治疗设备进一步包括平移机械装置，其中，所述至少一个二维成像器包括单个二维成像器，所述平移机械装置与所述单个二维成像器通信并且响应于控制单元，所述平移机械装置被配置为：将所述单个二维成像器平移到第一位置，所述单个二维成像器被配置为提供沿与所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的各个平面中的第一个的二维图像；并且将所述单个二维成像器平移到第二位置，所述单个二维成像器被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的各个平面中的第二个的二维图像。

在另一个独立的实施例中，提供一种远距离放射治疗室设备，所述远距离放射治疗室设备包括：限定治疗室的一组墙；三维成像器，至少部分的位于所限定的治疗室内，所述三维成像器具有有效的患者平面，并且被配置为对患者的目标组织进行成像；以及至少一个二维成像器，位于所限定的治疗室内，并且被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像。

在一个实施例中，远距离放射治疗室设备进一步包括：控制单元，与三维成像器和至少一个二维成像器中的每一个进行通信，且所述三维成像器和所述至少一个二维成像器中的每一个都对所述控制单元进行响应；以及患者定位器，响应于所述控制单元，所述控制单元被配置为：输入与患者定位器处于固定空间关系的患者目标组织的计划的治疗位置；当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面一致时，从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；以及控制所述患者定位器，以响应于所述获取的位置信息，相对于放射源放置目标组织。在一个进一步的实施例中，当所输入的计划的治疗位置与所述三维成像器的有效的患者平面一致时，所述控制单元进一步配置为从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的体积信息。

在一个独立的实施例中，提供一种远距离放射治疗方法，所述方法包括：提供三维成像器，其具有有效的患者平面并且被配置为对患者的目标组织进行成像；提供至少一个二维成像器，其被配置为提供沿与所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像；输入患者的目标组织的计划的治疗位置；当所输入的计划的治疗位置与所提供的三维成像器的有效的患者平面一致时，从所提供的三维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；当所输入的计划的治疗位置与所提供的三维成像器的有效的患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器，通过提供一对二维图像，获取所述患者的目标组织的位置信息；以及响应于所述获取的位置信息，相对于放射源放置目标组织。

在一个实施例中，所述方法进一步包括：当所输入的计划的治疗位置与所提供的三维成像器的有效的患者平面一致时，从所提供的三维成像器获取所述患者的目标组织的体积信息。在另一实施例中，所提供的至少一个二维成像器包括与X射线源协作使用的X射线面板。

在一个实施例中，所提供的至少一个二维成像器包括相机。在一个进一步的实施例中，所述相机包括立体光学相机。

在一个实施例中，所提供的三维成像器的有效患者平面是水平的。在另一实施例中，所提供的三维成像器的有效的患者平面是垂直的。

在一个实施例中，所提供的至少一个二维成像器包括一对二维成像器，其中每个二维成像器都被配置为提供二维图像，所述二维图像分别沿与所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的平面中的相应一个平面。在另一实施例中，所提供的至少一个二维成像器包括单个二维成像器，所述方法进一步包括：将单个二维成像器平移到第一位置，该第一位置与所提供的三维成像器的有效患者平面正交；在所述第一位置处成像一对二维图像中的第一个二维图像；将所述单个二维成像器平移到第二位置，该第二位置与所述第一位置正交且与所提供的三维成像器的有效患者平面正交；以及在所述第二位置处成像一对二维图像中的第二个二维图像。

通过下面的附图和说明，本发明的附加的技术特征和优点将更加清楚。

附图说明

为了更好的理解本发明，说明本发明如何实现，将完全通过举例的方式参考附图，附图中同样的数字自始至终表示一致的元件或部分。

现在对附图进行详细具体说明，需要强调的是通过例子示出细节，并且仅仅是为了对本发明优选实施例进行详细的说明，而且示出细节是为了提供相信是本发明的原理和概念方面的最有用和容易理解的说明。基于这种考虑，没有尝试去比能从根本上理解本发明所必要的详细程度更详细的显示本发明的结构性的细节，附图说明使本领域技术人员清楚本发明的几个变型如何在实践中具体化。在附图中：

图1A示出了一种展示具有水平有效的患者平面的三维成像器和一对二维成像器的远距离放射治疗设备的示例性实施例的高层侧视图。

图1B示出了图1A中的远距离放射治疗设备的高层俯视图；

图2A示出了一种展示具有垂直有效的患者平面的三维成像器和单个二维成像器的远距离放射治疗设备的示例性实施例的高层侧视图。

图2B示出了图2A中的远距离放射治疗设备的高层俯视图；以及

图3示出了示例性的远距离放射治疗方法的高层流程图。

具体实施方式

在对本发明的至少一个实施例进行详细说明之前，需要了解的是本发明并不将其应用局限在以下描述中阐述的或者在附图中说明的构造细节和组件布置中。本发明能够具有其它的实施例，并以不同的方式实现或执行。以下详细的描述通过示例而非限制的方式说明了本发明。而且，需要了解的是，在此使用的措辞和术语是为了说明的目的，并不应被认为构成了限制。

图1A示出了一种远距离放射治疗设备10的示例性实施例的高层侧视图，以及图1B示出了远距离放射治疗设备10的高层俯视图，对图1A和1B放在一起进行说明。远距离放射治疗设备10包括：限定治疗室25的多个大致线性表面20，大致线性表面20包括墙体，地板和天花板；三维成像器30具有有效的患者平面40；一对二维成像器50，每个二维成像器包括成像源60和被配置为沿平面75的成像面板70；控制单元80；患者平台90；患者定位器100；和治疗放射源110。进一步示出了患者120，患者120展示了目标组织130，患者120牢固固定在患者平台90上。

在一个实施例中，治疗放射源110是固定的电子束放射源。在一个实施例中，三维成像器30包括计算机化的X射线断层造影(CT)成像器，或者被配置为提供与所述目标组织有关的当前的体积信息的其他三维成像器。在一个实施例中，每个成像源60都被配置为输出X射线。在另一实施例中(未示出)，每个二维成像器50都包括代替成像源60的相机，并且不需要成像面板70。在一个进一步的实施例中，二维成像器50的每个相机实例包括立体光学相机，进而提供深度信息，而不提供有关所述目标组织的当前的体积信息，因为所述相机设备不提供穿透射线。三维成像器30被示为位于治疗室25的内部，然而并不意味着进行了任何限制。在一个实施例中，三维成像器30只有部分位于治疗室25内部。在另一实施例中，三维成像器30和二维成像器50分别位于独立的房间。有效的患者平面40是水平的。患者平台90被示为呈水平位置，然而并不意味着进行了任何限制，并且将会进一步说明，患者平台90可以呈垂直位置。如上所述，术语水平和垂直不是严格限定，可以考虑一定范围的角度。每个成像面板70的平面75大致与三维成像器30的有效患者平面40正交。在一个实施例中，两个平面75互相呈大致正交的关系。

控制单元80与三维成像器30，每个成像源60，每个成像面板70，患者定位器100和治疗放射源110通信。患者定位器100与患者平台90通信，并且被配置通过关节连接患者平台90使其到达预期的位置。

在工作时，控制单元80被配置为输入目标组织130的计划治疗位置，也就是患者平台90的水平位置或者垂直位置之一。在一个实施例中，响应于控制单元80的存储器中存储的数据确定计划治疗位置，优选的，进一步响应于用户输入，例如用户ID确定计划治疗位置。在另一实施例中，响应于用户输入确定计划治疗位置。在另一实施例中，响应于从外部服务器接收的信息确定计划治疗位置。

在输入的目标组织130的计划治疗位置与有效的患者平面40一致时，也就是说，输入的患者平台90的计划位置是水平时，从三维成像器30获取目标组织130的位置信息。特别的，控制单元80被配置为控制患者定位器100来放置患者平台90，以使得目标组织130位于三维成像器30摄像范围内，并且进一步被配置为控制三维成像器30对患者120，特别是目标组织130进行成像。在一个实施例中，目标组织130的位置信息包括目标组织130，尤其是目标组织130的等中心点相对于患者定位器100的位置。在另一实施例中，响应于可被表示为特定骨骼结构的预先确定的标记，提供位置信息。在一个实施例中，进一步从三维成像器30获取目标组织130的体积信息。体积信息用于以下两方面：基于所述目标组织的可视化，根据现行的治疗计划，确定患者位置；以及基于显示的目标组织130的变化评估计划的有效性。有资质的人员可以响应于显示的目标组织130的变化修改治疗计划，并且除了在当前治疗阶段实施所述修改，还记录下对今后的治疗阶段的修改。

控制单元80进一步被配置为对患者定位器100进行平移，以使得，根据输入的目标组织130的计划治疗位置，目标组织130位于能被治疗放射源110照射的位置，可响应于获取的体积信息对治疗位置进行任选地调节。优选的，设置目标组织130的位置，使得目标组织130的等中心点被放置为能被治疗放射源110最大程度的照射。控制单元80被进一步配置为控制治疗放射源110根据治疗计划(如所任选地修改的)对目标组织130进行照射。

在输入的目标组织130的计划治疗位置与有效的患者平面40不一致时，也就是说，输入的患者平台90的计划位置是垂直时，从二维成像器50获取目标组织130的位置信息。特别的，控制单元80被配置为控制患者定位器100以放置患者平台90，以使得目标组织130或另一个标记，位于每个二维成像器50的成像源60和成像面板70之间。控制单元80进一步被配置为控制每个二维成像器50对患者120，特别是一个或多个目标组织130和至少一个预先确定的标记进行成像。在一个实施例中，每个二维成像器50被控制在不同的时间进行成像，以使得成像源60输出的放射线不会彼此干扰。在一个实施例中，目标组织130的位置信息包括目标组织130，尤其是目标组织130的等中心点相对于患者平台90的位置。在一个实施例中，每个二维成像器50包括相机，控制单元80被配置为控制患者定位器100来放置患者平台90，以使得患者120，尤其是目标组织130，位于两个二维成像器50的前面。控制单元80利用预先确定的标记，例如骨骼结构，来确定目标组织130的精确位置。目标组织130的体积改变未被可视化。每个二维成像器50可以包括多个二维成像器以提供三维成像，例如立体光学相机图像，然而典型地，不提供目标组织130当前的体积信息。

控制单元80被进一步配置为控制每个二维成像器50以对患者120进行成像。在一个实施例中，目标组织130的位置信息包括目标组织130，尤其是目标组织130的等中心点相对于患者定位器100的位置，该位置关于至少一个预先确定的标记例如骨骼特征来确定。在每个二维成像器50包括相机的实施例中，目标组织130的位置信息包括患者120相对于患者定位器100的位置。响应于获取的患者120的位置信息和与患者120体内的目标组织130的位置有关的先前信息的组合，确定目标组织130的位置。在一个实施例中，确定的与患者120体内的目标组织130的位置有关的信息存储在控制单元80的存储器中。

下面将要说明的与图2A和2B有关的内容，单个二维成像器可具有平移机械装置，所述平移机械装置被配置为将所述单个二维成像器沿每个平面75进行平移，在所述单个二维成像器的每个位置提供图像。所述平移机械装置可以被配置为提供沿多个轴和平面中的任意轴和平面的多个角度运动而不超出该范围。

在一个实施例中，治疗放射源110被放置为使得当一对二维成像器50对患者120进行成像时，不需要对患者定位器100进行进一步的平移就可以使目标组织130被治疗放射源110照射到。

控制单元80进一步被配置为对患者定位器100进行平移，以使得，根据输入的目标组织130的计划治疗位置，目标组织130位于能被治疗放射源110照射的位置，可响应于获取的体积信息对治疗位置进行任选地调节。优选的，确定目标组织130的位置，以使得目标组织130的等中心点被放置为能被治疗放射源110最大程度的照射。控制单元80被进一步配置为控制治疗放射源110根据治疗计划对目标组织130进行照射。这样的设备用于在每个治疗阶段对目标组织130进行照射，不管有没有可用的房间，也就是说治疗计划与三维成像器的成像平面不一致的患者，仍然可以响应于二维成像器50在具有不一致的三维成像器的治疗室内进行治疗。典型地，因为没有提供目标组织130的体积信息，因此，在这样的治疗阶段没有对治疗计划进行修改。

图2A示出了一种远距离放射治疗设备200的示例性实施例的高层侧视图。远距离放射治疗设备200在所有方面都与远距离放射治疗设备10类似，除了三维成像器30的有效患者平面40是垂直的并且沿正交平面75中的第一平面只有单个二维成像器50。另外，远距离放射治疗设备200进一步包括平移机械装置210，其与二维成像器50连接并且与控制单元80进行通信。图2B示出了远距离放射治疗设备200的高层俯视图，其具有患者平台90，位于二维成像器50的成像源60和成像面板70之间，图2A和图2B放在一起进行说明。

远距离放射治疗设备200的操作在所有方面都与远距离放射治疗设备10的操作类似，除了下面的情况：当计划的治疗位置是垂直的时候，目标组织130的计划治疗位置与三维成像器30的有效患者平面40一致。另外，当目标组织130的计划治疗位置与三维成像器30的有效患者平面40不一致时，也就是说，计划治疗位置是水平的时候，患者120，尤其是目标组织130，通过单个二维成像器50进行成像。如上面对远距离放射治疗设备10的描述，目标组织130沿与有效患者平面40大致正交的两个平面75进行成像。二维成像器50沿第一平面75对目标组织130进行成像后，控制单元80被配置为控制平移机械装置210对二维成像器50进行平移，以沿第二平面75提供图像。

在一个实施例中，平移机械装置210与二维成像器50的成像源60和成像面板70两者进行通信，并且被配置为将成像面板70沿第二平面75进行平移，以及将成像源60平移到与成像面板70相对的位置，以使得能沿第二平面75对目标组织130进行成像。在一个实施例中，平移机械装置210被配置为当成像面板70沿第二平面75时，不需要进一步平移或者调整患者平台90的位置，就能够对目标组织130进行成像。在一个非限制性的实施例中，平移机械装置210设置于轨道内，并且沿轨道平移来实现对二维成像器50的平移。不要求平移机械装置210限于沿预定的平面平移，并且平移机械装置210可以被配置为不受限制的沿多个平面和轴运动。在二维成像器50包括相机的实施例中，平移机械装置210被配置为将所述相机平移到适当的位置，以沿第二平面75进行成像，类似于对成像源60进行的平移。控制单元80控制二维成像器50沿第二平面75对目标组织130进行成像，并且按上述方法对目标组织130进行治疗。在一个实施例中，二维成像器50包括多个二维成像器，例如立体光学相机，因此提供三维的性能，典型的，不提供目标组织130的体积信息。

在一个实施例中描述的远距离放射治疗设备200只有单个二维成像器50，然而这并不意味着进行了任何限定。在另一实施例中，治疗设备200包括一对二维成像器，如与附图1A和1B中的治疗设备10相关的描述。每个二维成像器50都可以包括多个二维成像器，在某个特定实施例中，形成立体光学相机，因此提供三维的性能，典型的，不提供目标组织130的体积信息。

附图3示出了根据某些实施例的一种远距离放射治疗方法的高层流程图。在步骤1000，提供三维成像器，具有有效的患者平面并且被配置为提供目标组织的当前的体积信息。在一个实施例中，所述有效的患者平面是水平的。在另一实施例中，所述有效的患者平面是垂直的。在一个实施例中，提供的三维成像器包括CT成像器。在步骤1010，提供至少一个二维成像器，所述至少一个二维成像器被配置为提供一对二维成像器，分别沿与步骤1000中所述的三维成像器的有效患者平面大致正交的平面放置。在一个实施例中，所述至少一个二维成像器包括至少一个X射线成像器。在另一实施例中，所述至少一个二维成像器包括至少一个相机。在另一实施例中，所述至少一个二维成像器包括多个二维成像器，其被配置为提供三维信息，例如立体光学相机。所述至少一个三维成像器典型地不提供所述目标组织当前的体积信息。

在步骤1020，输入患者的目标组织的计划治疗位置。在一个实施例中，计划治疗位置是水平位置和垂直位置之一。在步骤1030，当步骤1020中所述计划治疗位置与步骤1000中提供的三维成像器的所述有效患者平面一致时，从所提供的三维成像器获取所述目标组织的位置信息。在一个实施例中，所述位置信息包括所述目标组织的等中心点相对于患者定位器的位置，所述患者定位器与其上牢固固定有患者的患者平台进行物理连接。可响应于所述患者的一个或多个标记，或者响应于所述目标组织的体积信息提供位置信息。可选择的，所述标记包括患者的骨骼特征或基准标记。可选择的，获取的体积信息可以被用于治疗方案的修改。

在步骤1040，当计划治疗位置与步骤1000中的所提供的三维成像器的有效患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器获取所述目标组织的位置。特别的，所述至少一个二维成像器被配置为提供一对二维图像，其中每一个二维图像沿与步骤1000中所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的相应平面，响应于所提供的二维图像确定所述位置信息。在一个实施例中，所述位置信息包括所述目标组织的等中心点相对于其上牢固固定有患者的患者平台的位置。可以在一定范围内，从标记，例如骨骼特征中提取到位置信息。

在可选的步骤1050，步骤1010中所提供的至少一个二维成像器包括一对二维成像器，其中每一个二维成像器被配置为沿与步骤1000中所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的平面之一提供二维图像。在一个实施例中，所述一对二维成像器中的第一个被配置为提供沿第一平面的二维图像，所述一对二维成像器中的第二个被配置为提供沿第二平面的二维图像，其中所述第一平面与所述第二平面大致正交。在可选的步骤1060，步骤1010中所提供的至少一个二维成像器包括被配置为立体光学相机的多个二维成像器。在可选的步骤1070，步骤1010中所提供的至少一个二维成像器包括单个二维成像器，并且进一步提供与所述单个二维成像器通信的平移机械装置。所提供的平移机械装置被配置为对所述单个二维成像器进行平移，以使得所述单个二维成像器沿与步骤1000中所提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的平面中的每一个提供二维图像。

在步骤1080，响应于步骤1030或1040中获取的位置信息，也根据最初的治疗计划，或者根据修改后的治疗计划，如上述关于步骤1030的描述的那样，确定所述目标组织相对于放射源的位置。在一个实施例中，确定所述目标组织的位置包括确定其上牢固固定有患者的所述患者平台相对于放射源的位置，以使得所述目标组织的等中心点所处的位置能接收到来自所述放射源的治疗电子束。优选的，所述放射源是固定电子束放射源。

在步骤1090，根据所述治疗计划，如可选的在步骤1030相关的上述描述中修改的，从优选的固定电子束放射源对目标组织进行放射。

应用如上所述的设备，任何一个患者都可以在任何一个治疗室内接受治疗。因此，配备有与附图1A-1B所述的内容有关的远距离放射治疗设备10，或者与附图2A-2B所述的内容有关的远距离放射治疗设备200的治疗中心能够方便的提供改进的患者处理量，因为患者不限于在配备有具有与所述患者要求的治疗位置一致的有效患者平面的三维成像器的治疗室内。

出于明确的目的，可以理解在分开实施例中描述的本发明的某些特征还可在单个实施例中以组合方式提供。相反，为了简明在单个实施例中描述的本发明的多种特征还可以分开或以任何分组合的方式提供。

除非另有限定，这里使用的所有的技术和科学术语与本发明所属的领域的一个普通技术人员通常理解的含义相同。尽管与这里所描述的方法类似或等同的方法可以用于本发明的实践和测试，但是这里描述的是合适的方法。

所有的公开出版物，专利申请，专利，和这里所提到的其他参考的全部内容都以引用的方式并入本文中。在有冲突的情况下，以本专利说明书，包括定义，为准。另外，材料，方法和举例仅仅是示例性的，不用来进行任何限制。

这里所使用术语“包括”，“包含”和“具有”以及他们的同根词的含义是“包括但不限于”。

本领域普通技术人员将理解到本发明不局限于此前特别说明和描述的那些内容。相反，本发明的范围通过所附权利要求来限定，并且包括此前所述多种特征的组合和子组合，以及本领域普通技术人员在阅读以上描述时得到的变型和修正。

Claims (14)

1.一种远距离放射治疗设备，包括：

控制单元；

三维成像器，与所述控制单元进行通信并对其进行响应，所述三维成像器具有有效患者平面，并且被配置为对患者的目标组织进行成像；

至少一个二维成像器，与所述控制单元进行通信并对其进行响应，所述至少一个二维成像器被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像；和

患者定位器，其响应于所述控制单元，所述患者定位器被配置为确保患者的目标组织与所述患者定位器呈固定的空间关系，

所述控制单元被配置为：

输入所述患者的目标组织的计划治疗位置；

当所述输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面一致时，从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；

当所述输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；以及

控制所述患者定位器，以响应于所述获取的位置信息，确定所述目标组织相对于放射源的位置。

2.根据权利要求1所述的远距离放射治疗设备，其中，当所述输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面一致时，所述控制单元被进一步配置为从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的体积信息。

3.根据权利要求1所述的远距离放射治疗设备，其中，响应于所提供的一对二维图像，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息。

4.根据权利要求1所述的远距离放射治疗设备，进一步包括：

限定治疗室的一组墙，

其中，所述三维成像器至少部分地位于所限定的治疗室内；并且，

其中，所述至少一个二维成像器至少部分地位于所限定的治疗室内。

5.根据权利要求4所述的远距离放射治疗设备，进一步包括：

放射源，其中所述放射源是相对于所述一组墙固定的电子束放射源。

6.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，其中，所述至少一个二维成像器包括与X射线源协作使用的X射线面板。

7.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，其中，所述至少一个二维成像器包括相机。

8.根据权利要求7所述的远距离放射治疗设备，其中，所述相机是立体光学相机。

9.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，其中，所述三维成像器的有效患者平面是水平的。

10.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，其中，所述三维成像器的有效患者平面是垂直的。

11.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，其中，所述至少一个二维成像器包括一对二维成像器，每个二维成像器都被配置为提供二维图像，所述二维图像分别沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面中的相应一个平面。

12.根据权利要求1-5的任一项所述的远距离放射治疗设备，进一步包括平移机械装置，其中，所述至少一个二维成像器包括单个二维成像器，所述平移机械装置与所述单个二维成像器通信并且响应于控制单元，所述平移机械装置被配置为：

将所述单个二维成像器平移到第一位置，所述单个二维成像器被配置为提供沿与所述提供的三维成像器的有效患者平面大致正交的相应平面中的第一个的二维图像；以及

将所述单个二维成像器平移到第二位置，所述单个二维成像器被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的相应平面中的第二个的二维图像。

13.一种远距离放射治疗室设备，包括：

限定治疗室的一组墙；

三维成像器，至少部分地位于所限定的治疗室内，所述三维成像器具有有效患者平面并且被配置为对患者的目标组织进行成像；

至少一个二维成像器，位于所限定的治疗室内，并且被配置为提供沿与所述三维成像器的有效患者平面大致正交的平面的一对二维图像；控制单元，与所述三维成像器和所述至少一个二维成像器中的每一个进行通信，且所述三维成像器和所述至少一个二维成像器中的每一个都对所述控制单元进行响应；以及

患者定位器，其响应于所述控制单元；

所述控制单元被配置为：

输入患者的目标组织的计划治疗位置，所述患者的目标组织被配置为与所述患者定位器呈固定的空间关系；

当所输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面一致时，从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；

当所输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面不一致时，从所述至少一个二维成像器获取所述患者的目标组织的位置信息；以及

控制所述患者定位器，以响应于所述获取的位置信息，确定所述目标组织相对于放射源的位置。

14.根据权利要求13所述的远距离放射治疗室设备，其中，当所输入的计划治疗位置与所述三维成像器的有效患者平面一致时，所述控制单元被进一步配置为从所述三维成像器获取所述患者的目标组织的体积信息。