CN104684480A - 用于提供患者成像的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种提供对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法，该患者支承平台被安排成绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角，所述方法包括：使成像器绕成像器旋转轴旋转所述患者旋转角；使所述成像器沿着第一成像器平移轴平移；以及，使所述成像器沿着与所述第一成像器平移轴不同的第二成像器平移轴平移，其中，响应于成像器沿着第一成像器平移轴及沿着第二成像器平移轴的平移，使成像器沿着患者支承平台所定义的成像轴平移，以使得成像器被安排成对该患者支承平台所支承的患者进行成像。
Description
发明领域
本发明一般涉及远距放射治疗领域，并且尤其涉及用于评估目标组织内的辐射分布的改变的方法和装置。
发明背景
远距放射治疗被定义为其中放射源与要治疗的身体相距一定距离的治疗方法。在远距放射治疗中一直使用X射线和电子束来治疗各种癌症。不幸地是，X射线表现出接近指数衰减函数的线性能量转移，并且因此对于嵌入很深的肿瘤而言具有最小的安全使用性。由于重粒子穿透特定深度而不会明显伤害居间组织的能力，已发现越来越接受在远距放射治疗中使用重粒子(具体地使用强子并且更具体地使用质子)。具体而言，强子的线性能量转移表现出与被定义成其中这些强子存放其最多能量的点的显著的布拉格峰值相反的深度曲线，并且在强子路径的末端发生。作为该效果的结果，与X射线和电子束(它们尤其会伤害居间组织)相比，增加的能量可被定向到嵌入的肿瘤处。尽管术语强子包括各种各样的粒子，但在实践中质子和各种离子被最广泛地用于治疗。为清楚起见，本文将治疗描述为用质子来实现，然而这并不意味着以任何方式构成限制。
可使带电质子或离子集中在可变穿透深度的目标体处。通过这种方式，剂量曲线能以高精度与目标体紧密地匹配。为了确保对目标肿瘤的完全放射，多个束从若干不同方向到达嵌入肿瘤是优选的。多个束相交的点(不管这些束是顺序地还是同时成束的)被称为等中心点，并且为了最大化生物有效性，等中心点必须精确地与目标肿瘤共处一处。
放射治疗以很好定义的过程对目标组织进行。在第一阶段(被称为治疗计划阶段)，对目标组织进行成像，并定义治疗计划，该治疗计划包括剂量、患者位置和放射角。此外，定义放置标记，以确保后续的放射会话被正确地定向。随后，响应于所开发的治疗计划，在一段时间内在多个治疗会话(每一会话都被称为一个分剂量)处进行放射。
不幸地是，必要的治疗位置可能在很大程度上发生改变，而当前的CT成像器在其移动程度方面受到限制。因此，利用当前的CT成像器不允许以计划的治疗位置对患者进行成像。不利地，患者位置的改变可导致身体内的一个或多个器官和/或组织的位置的改变。因此，当以受CT成像器的移动限制所约束的位置对患者进行成像时，该图像可能不会准确地呈现处在治疗位置中时的目标组织的位置。
此外，在每一分剂量处，都必须当心以确保响应于放置标记而进行正确的患者定位，以便避免损害在目标组织附近的器官。通常响应于所定义的标记基于患者的可视化来执行响应于标记对患者的定位。不利地，基于可视化的定位并不总是准确。诸如用计算机断层扫描(CT)成像器在治疗之前对患者进行成像将是有利的，因为它将提供目标组织相对于放射治疗源的更准确定位。不幸地是，如上所述，利用当前的CT成像器不允许以计划的治疗位置对患者进行成像，并且因此在从相对于CT成像器的成像位置移动到计划的治疗位置期间患者的位置可发生移位。
因此一直都需要一种改善的治疗装置，该装置提供用于对处在计划的治疗位置中时的患者目标组织进行成像，由此允许在患者成像和治疗计划方面得到更好的准确性。
发明概述
因此，本发明的主要目的是克服患者成像的现有技术方法和装置的缺点。在一个实施例中，提供了一种用于提供对患者支承平台所支承的患者进行成像的装置，所述患者支承平台被安排成绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角，所述装置包括：成像器；成像器定位器，所述成像器定位器与所述成像器通信并被安排成使所述成像器绕成像器旋转轴旋转；第一成像器平移机构，所述第一成像器平移机构被安排成使所述成像器沿着第一成像器平移轴平移；第二成像器平移机构，所述第二成像器平移机构被安排成使所述成像器沿着与所述第一成像器平移轴不同的第二成像器平移轴平移；以及，控制电路系统，所述控制电路系统与所述成像器定位器通信并被安排成：控制所述成像器定位器以使所述成像器绕所述成像器旋转轴旋转所述患者旋转角；控制所述第一成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；以及，控制所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移，其中响应于所述成像器沿着所述第一成像器平移轴及沿着所述第二成像器平移轴的平移，使所述成像器沿着所述患者支承平台所定义的成像轴平移，以使得所述成像器被安排成对所述患者支承平台所支承的患者进行成像。
在一个实施例中，所述成像装置进一步包括：患者支承平台；以及，患者支承定位器，所述患者支承定位器与所述患者支承平台通信并被安排成使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转，其中，所述控制电路系统还被安排成控制所述患者支承定位器以使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转所述患者旋转角。在又一实施例中，所述成像器装置进一步包括患者支承平移机构，所述患者支承平移机构被安排成使所述患者支承平台从第一患者位置平移到多个第二患者位置中的任何一个位置处，以使得所述患者支承平台所支承的患者相对于放射源处于预定位置，其中，在该第二患者位置，所述患者支承平台在至少两个维度中从所述第一患者位置移走，其中，在所述成像器沿着所述成像轴的平移之前，所述控制电路系统还被安排成控制所述第一成像器平移机构和所述第二成像器平移机构之一以使所述成像器从第一成像器位置平移到第二成像器位置，其中，在所述第二成像器位置，所述成像器被安排成与所述成像轴相交。
在又一实施例中，所述患者支承定位器还被安排成使所述患者支承平台绕第二患者旋转轴旋转，所述第二患者旋转轴一般与所述第一患者旋转轴正交。在另一实施例中，所述成像器沿着所述第一成像器平移轴的平移与所述成像器沿着所述第二成像器平移轴的平移同时发生。
在一个实施例中，所述第一患者旋转轴为至少30度。在另一实施例中，所述成像器包括以下之一：闭环计算机断层扫描成像器；开环计算机断层扫描成像器；以及C形臂计算机断层扫描成像器。
在一个实施例中，所述控制电路系统被进一步安排成控制所述成像器以与沿着所述成像轴的平移同时地对所述患者进行成像。在另一实施例中，所述控制电路系统还被安排成交替地：控制所述第一成像器平移机构和所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述成像轴平移预定距离；以及，控制所述成像器以对患者进行成像。
在一个实施例中，所述控制电路系统还被安排成交替地：控制所述第一成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；控制所述成像器以对所述患者进行成像；控制所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移；以及，控制所述成像器以对所述患者进行成像。
在一个独立实施例中，提供了一种提供对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法，该患者支承平台被安排成绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角，所述方法包括：使成像器绕成像器旋转轴旋转所述患者旋转角；使所述成像器沿着第一成像器平移轴平移；以及，使所述成像器沿着与所述第一成像器平移轴不同的第二成像器平移轴平移，其中，响应于所述成像器沿着所述第一成像器平移轴及沿着所述第二成像器平移轴的平移，使所述成像器沿着所述患者支承平台所定义的成像轴平移，以使得所述成像器被安排成对所述患者支承平台所支承的患者进行成像。
在一个实施例中，所述方法还包括使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转所述患者旋转角。在另一实施例中，使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移与使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移同时发生。
在一个实施例中，所述患者旋转角为至少30度。在另一实施例中，所述方法进一步包括：使所述患者支承平台从第一患者位置平移到多个第二患者位置中的任何一个位置处，以使得所述患者支承平台所支承的患者相对于放射治疗源处于预定位置；以及，在使所述成像器沿着所述成像轴平移之前，使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴和所述第二成像器平移轴之一从第一成像器位置平移到第二成像器位置，其中，在所述第二患者位置，所述患者支承平台在至少两个维度中从所述第一患者位置移走，并且其中，在所述第二成像器位置，所述成像器被安排成与所述成像轴相交。在又一实施例中，所述方法还包括使所述患者支承平台绕第二患者旋转轴旋转，所述第二患者旋转轴一般与所述第一患者旋转轴正交。
在另一实施例中，所述成像器包括以下之一：闭环计算机断层扫描成像器；开环计算机断层扫描成像器；以及C形臂计算机断层扫描成像器。在一个实施例中，所述方法进一步包括与沿着所述成像轴平移同时地对所述患者进行成像。
在另一实施例中，所述方法进一步包括交替地：使所述成像器沿着第一成像轴平移预定距离；以及，对所述患者进行成像。在一个实施例中，所述方法进一步包括交替地：使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；对所述患者进行成像；使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移；以及，对所述患者进行成像。
根据以下附图和描述，本发明的附加特征和优点将变得明显。
附图简述
为了更好地理解本发明并示出本发明可如何发挥作用，现在将纯粹作为示例地参考附图，其中相同的附图标记贯穿始终指示相应的元件或部件。
现在具体详细地参考附图，要强调的是，所示的细节是作为示例且只是出于对本发明的优选实施例的说明性讨论的目的，并且是为了提供什么被认为是对本发明的原理和概念方面最有用和容易理解的描述而呈现的。在这一点上，未尝试比基本理解本发明所必需的更详细地示出本发明的结构细节，参考附图的描述使得在实践中可如何实施本发明的若干形式对本领域技术人员而言是明显的。在附图中：
图1A-1F示出供对患者支承平台所支承的患者使用的成像装置的第一实施例的各种位置的高级示意图；
图2A-2D示出供对患者支承平台所支承的患者使用的成像装置的第一实施例的各种位置的高级示意图；
图3示出提供对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法的高级流程图；以及
图4A-4C示出对患者进行成像的各种方法的高级流程图。
优选实施例的详细描述
在详细地解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明的应用不限于在以下描述中阐述或者在附图中示出的组件的构造和安排的细节。本发明适用于其他实施例或者适用于以各种方式实践或实现。同样，应当理解本文中所采用的词组和术语是出于描述目的，而不应被视为限制。
图1A示出供对患者支承平台30所支承的患者20使用的成像装置10的高级示意图，患者20被示为处于就座位置，且成像装置10被示为处于收缩位置；图1B示出了成像装置10的高级示意图，其中患者20被示为处于倾斜的就座位置，并且成像装置10被示为处于成像位置；图1C示出了成像装置10的高级示意图，其中患者20被示为处于倾斜的仰卧位置，并且成像装置10被示为处于成像位置；图1D示出了成像装置10的高级示意图，其中患者20被示为处于就座位置，并且成像装置10被示为处于成像位置；图1E示出了成像装置10的高级示意图，其中患者20被示为处于仰卧位置，并且成像装置10被示为处于展开位置；以及图1F示出处于展开位置的成像装置10的高级示意图，这些附图被一起描述。
成像装置10包括：成像器40；成像器定位器50；第一成像器平移机构60；第二成像器平移机构70；控制电路系统80；以及，成像器支承设备100。图1A进一步示出了放射治疗源105。图1A-1E各自进一步示出了与患者支承平台30通信的患者支承定位器110和与患者支承定位器110通信的患者支承平移机构120。
在一个实施例中，成像器40包括3维成像器。在又一实施例中，成像器40包括计算机断层扫描(CT)成像器，任选地为以下之一：闭环CT成像器；开环CT成像器；以及C形臂CT成像器。在另一实施例中，如图1F所示，成像器定位器50包括：支承臂130；延伸臂140；旋转件150；以及旋转环160。支承臂130被耦合到成像器支承设备100，并且在一个实施例中被耦合到第一成像器平移机构160。延伸臂140被耦合到支承臂130，并且被安排成从支承臂130延伸。旋转件150被耦合到旋转环160，并且旋转环160被耦合到成像器40。在一个实施例中，第一成像器平移机构60包括：螺杆170；以及电机180，螺杆170对电机180的运动作出响应，然而这并不意味着以任何方式构成限制，且螺杆170或者螺杆170和电机180的组合可以用任何类型的平移机构(诸如，液压设备)替换而不会超出该范围。螺杆170的第一端被耦合到成像器40，且螺杆170的第二端与电机180通信。在另一实施例中，第二成像器平移机构70包括：轨道190；一对轨道耦合器200；以及前进机构(未示出)，诸如而非作为限制与轨道耦合器200通信的电机和螺杆或者液压设备。在一个实施例中，第二成像器平移机构70进一步包括通过耦合件220彼此耦合的一对支承件210，耦合件220的第一端耦合到第一轨道耦合器200，并且耦合件220的第二端耦合到第二轨道耦合器200。在这样的实施例中，第一成像器平移机构60通过相应的耦合件230耦合到每一支承件210。轨道190被耦合到成像器支承设备100，并且在一个实施例中，被安排成与治疗室250的天花板253平行。
在一个实施例中，控制电路系统80被定位在成像装置10的部件之一内。在另一实施例中，控制电路系统80与用户可访问的用户输入设备(未示出)通信。在一个实施例中，成像器支承设备100包括：一对支承件260；和连接件270。在一个实施例中，每一支承件260被附连到治疗室250的天花板253，并且连接件270被安排成使支承件260彼此连接。在另一实施例(未示出)中，每一支承件260被附连到治疗室250的地板255。第二成像器平移机构70的轨道190被耦合到成像器支承设备100的连接件270。
在一个实施例中，患者支承定位器110包括电机112和连接件114。在一个实施例中，患者支承平移机构120包括：升降件280；以及延伸件290。延伸件290的第一端被耦合到升降件280，并且延伸件290被安排成从升降件280延伸。连接件114的第一端被耦合到延伸件290的第二端，并被安排成响应于与连接件114通信的电机112的操作而相对于延伸件的第二端绕第一患者旋转轴320旋转。连接件114的第二端被耦合到患者支承平台30。在一个实施例中，患者支承平台110进一步包括被安排成使连接件114绕第二患者旋转轴340旋转的第二电机(未示出)，第二患者旋转轴340一般与第一患者旋转轴320正交。在又一实施例中，第二患者旋转轴340一般与治疗室250的地板255垂直。
成像器定位器50与成像器40以及控制电路系统80通信(连接未示出)，并且成像器40还与第一成像器平移机构60以及第二成像器平移机构70通信。控制电路系统80还与成像器40、第一成像器平移机构60以及第二成像器平移机构70通信(连接未示出)。在一个实施例(未示出)中，控制电路系统80还与患者支承定位器110通信。在另一替换实施例中，如图1B所示，任选控制电路系统240被提供成与患者支承定位器110通信，可任选地进一步与用户输入设备(未示出)通信。任选的控制电路系统240与控制电路系统80通信(连接未示出)。在一个实施例中，患者支承定位器110被附连到治疗室250的地板255。
在操作时，患者支承平移机构120受控制电路系统80和任选的控制电路系统240之一控制以相对于放射治疗源105将患者支承平台30从第一患者位置平移到第二患者位置。在一个实施例中，第一患者位置是在治疗会话开始处的初始位置，并且第二患者位置是所需治疗位置。在另一实施例中，在治疗会话包括多个治疗位置的情况下，第一患者位置是一个放射治疗位置，并且第二患者位置是不同的放射治疗位置。在一个实施例中，如图1A、1B和1D所示，患者支承平台30被安排成以就座位置支承患者20。在另一实施例中，如图1C和1E所示，患者支承平台30被安排成以仰卧位置支承患者20。在一个实施例中，电机(未示出)使患者支承定位器110的升降件280绕升降旋转轴310旋转，由此使升降件280的第二端升降，并且因此使患者支承平台30升降。延伸件290被延伸预定长度，由此使患者支承平台30定位在所需治疗位置。
任选的控制电路系统240或控制电路系统80被安排成控制患者支承定位器110以使患者支承平台30绕第一患者旋转轴320旋转患者旋转角，如图1B和1C所示。在一个实施例中，患者旋转角由用户在用户输入设备处输入，并且在另一实施例中，患者旋转角是在治疗计划期间预定的。在一个实施例中，患者旋转角为至少30度。患者支承平台30绕第一患者旋转轴320的旋转将患者20带入相对于放射治疗源105的所需角度。
控制电路系统80被安排成控制成像器定位器50以使成像器40绕成像器旋转轴330旋转患者旋转角。例如，在患者支承平台被绕第一患者旋转轴320旋转45度的情况下，控制电路系统80被安排成控制成像器定位器50以使成像器40绕成像器旋转轴330旋转45度。具体而言，控制电路系统80被安排成控制延伸臂140从支承臂30延伸由此推动旋转件150。旋转件150的移动使得旋转环160旋转，由此使成像器50绕成像器旋转轴330旋转。在其中患者支承平台30的旋转受任选的控制电路系统240控制的实施例中，控制电路系统80任选地被安排成从任选的控制电路系统240接收关于患者旋转角的信息。在另一实施例中，患者旋转角是预定的，并且由控制电路系统80来存储。
控制电路系统80还被安排成控制第一成像器平移机构60以使成像器40沿着第一成像器平移轴360平移预定距离。在一个实施例中，第一成像器平移轴360一般与治疗室250的地板255垂直。在其中第一成像器平移机构60包括螺杆170和电机180的实施例中，控制电路系统80被安排成控制电机180以使螺杆170旋转，由此使成像器40沿着第一成像器平移轴360平移。
控制电路系统80还被安排成控制第二成像器平移机构70以使成像器40沿着第二成像器平移轴370平移预定距离。在一个实施例中，第二成像器平移轴370一般与第一成像器平移轴360垂直。在另一实施例中，第二成像器平移轴370和第一成像器平移轴360彼此之间展示出一角度，使得成像器40沿着第一成像器平移轴360和沿着第二成像器平移轴370的平移的组合使成像器40在治疗室250的地板255的大致方向上平移。在其中第二成像器平移机构70包括轨道190和轨道连接件200的实施例中，成像器平移轴与轨道190平行，并且控制电路系统80被安排成使第二成像器平移机构70沿着轨道190平移。
成像器40沿着第一成像器平移轴360和第二成像器平移轴370的平移的组合使得成像器40沿着成像轴350平移，成像轴350由患者支承平台30定义。具体而言，成像轴350被定义成成像器40需要沿着其前进以便到达该成像器可对患者支承平台30所支承的患者20进行成像的位置的轴。成像器40沿着成像轴350平移直到相对于患者20到达成像位置，其中成像器40被安排成对患者20的至少一部分进行成像，如图1B和1C所示。在一个实施例中，成像器40沿着第一成像器平移轴360的平移与成像器40沿着第二成像器平移轴370的平移同时发生，使得成像器40沿着成像轴350的平移是大致平滑的运动。当成像器40被第二成像器平移机构70平移时，第一成像器平移轴360也在成像器40沿着第二成像器平移轴370平移的方向上平移，即第一成像器平移轴370是相对于成像器40的当前位置定义的。当成像器40被第一成像器平移机构60平移时，第二成像器平移轴370也在成像器40沿着第一成像器平移轴360平移的方向上平移，即第二成像器平移轴370是相对于成像器40的当前位置定义的。在一个实施例中，当成像器40相对于患者20处于成像位置时，控制电路系统80被安排成控制成像器40以对患者20的至少一部分进行成像。在一个实施例中，在对患者20进行成像之前，任选的控制电路系统240或控制电路系统80被安排成响应于治疗计划，控制患者支承定位器110以使患者支承平台30绕第二患者旋转轴340旋转预定角度。
在一个实施例中，在成像器40沿着成像轴350的平移之前，如上所述，控制电路系统80被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70之一以使成像器40沿着相应的第一成像器平移轴360或370从第一成像器位置平移到第二成像器位置。如上所述，在第二成像器位置处，成像器40被安排成与成像轴350相交，由此允许响应于成像器40沿着第一成像器平移轴360和第二成像器平移轴370的平移的组合而使成像器40沿着该成像轴350平移。
在一个实施例中，控制电路系统80被安排成按以下三种模式之一控制成像器40沿着成像器平移轴350的平移和操作：螺旋成像模式；单步轴向成像模式；以及，双步轴向成像模式。在螺旋成像模式中，控制电路系统80被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40持续沿着成像轴350平移。与成像器40沿着成像轴350的平移同时发生地，控制电路系统80还被安排成控制成像器40以在经过患者20的需要对其进行成像的部分20时对患者20进行成像。在完成对患者20的所需部分的成像后，控制电路系统80被安排成停止成像器40的成像，并且还被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350收缩，由此允许放射治疗源105对患者20的放射。在一个实施例中，控制电路系统80包括成像处理器，并还被安排成根据成像器40所接收的螺旋成像信息重构患者20的被成像部分的3维图像，如在CT成像技术中已知的。在另一实施例中，控制电路系统80被安排成将成像器40所接收到的成像信息传送至外部处理器，并且在另一实施例中，成像器40被安排成将该成像信息传送至外部处理器。
在单步轴向成像模式中，控制电路80被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350平移直到到达患者20的要对其进行成像的部分。控制电路系统80随后被安排成控制成像器40以对患者20进行成像。控制电路系统80随后被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350前进预定距离。在成像器40沿着成像轴350前进后，控制电路系统80被安排成控制成像器40以对患者20进行成像。如所述的，使成像器40沿着成像轴350前进，直到患者20的整个部分被成像。在完成对患者20的该部分的成像后，控制电路系统80被安排成停止成像器40的成像，并且还被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350收缩，由此允许放射治疗源105对患者20的放射。在一个实施例中，控制电路系统80包括成像处理器，并还被安排成根据成像器40所接收到的多个图像中重构患者20的被成像部分的3维图像，如CT成像技术中已知的。在另一实施例中，控制电路系统80被安排成将成像器40所接收到的成像信息传送至外部处理器，并且在另一实施例中，成像器40被安排成将该成像信息传送至外部处理器。
在双步轴向成像模式中，控制电路80被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350平移直到到达患者20的要对其进行成像的部分。控制电路系统80随后被安排成控制成像器40以对患者20进行成像。控制电路系统80随后被安排成控制第一成像器平移机构60以使成像器40沿着第一成像器平移轴360前进预定距离。在成像器40沿着第一成像器平移轴360前进后，控制电路系统80被安排成控制成像器40以对患者20进行成像。控制电路系统80随后被安排成控制第二成像器平移机构70以使成像器40沿着第二成像器平移轴370前进预定距离。在成像器40沿着第二成像器平移轴370前进后，控制电路系统80被安排成控制成像器40以对患者20进行成像。如上所述，成像器40沿着第一成像器平移轴360和沿着第二成像器平移轴370的平移的组合使得成像器40沿着成像轴350平移。在成像处理期间，将在沿着第一成像器平移轴360的平移之后获取的患者20的图像与在沿着第二成像器平移轴370的平移之后获取的患者20的图像组合以创建单个3维图像。如所述的，使成像器40沿着成像轴350前进，直到患者20的整个部分被成像。在完成对患者20的该部分的成像后，控制电路系统80被安排成停止成像器40的成像，并且还被安排成控制第一成像器平移机构60和第二成像器平移机构70以使成像器40沿着成像轴350收缩，由此允许放射治疗源105对患者20的放射。在一个实施例中，控制电路系统80包括成像处理器，并还被安排成根据成像器40所接收到的多个图像中重构患者20的被成像部分的3维图像，如在CT成像技术中已知的。在另一实施例中，控制电路系统80被安排成将成像器40所接收到的成像信息传送至外部处理器，并且在另一实施例中，成像器40被安排成将该成像信息传送至外部处理器。
在一个实施例中，在患者旋转角为0度(即，患者支承平台30未绕第一患者旋转轴320旋转)的情况下，成像器40沿着第一成像器平移轴360的平移与成像器40沿着第二成像器平移轴370的平移分开。具体而言，如图1D所示，在患者20处于就座位置的情况下，控制电路系统80被安排成控制第二成像器平移机构70以使成像器40沿着第二成像器平移轴370平移直到第一成像器平移轴360与成像轴350汇合。控制电路系统80随后被安排成控制第一成像器平移机构60以使成像器40沿着第一成像器平移轴360平移直到成像器40到达患者20，如以上所述。如图1E所示，在患者20处于仰卧位置的情况下，控制电路系统80被安排成控制第一成像器平移机构60以使成像器40沿着第一成像器平移轴360平移直到第二成像器平移轴370与成像轴350汇合。控制电路系统80随后被安排成控制第二成像器平移机构70以使成像器40沿着第二成像器平移轴370平移直到成像器40到达患者20，如以上所述。
在完成对患者20的成像后，患者20的位置可以用患者支承定位器110和患者支承平移机构120来调整，以便允许相对于治疗放射源105进行更准确的定位。
图2A示出了处于收缩位置的用于提供对患者进行成像的装置400的侧视图的高级示意图；图2B示出了处于部分展开位置的装置400的侧视图的高级示意图；图2C示出了处于完全展开位置的装置400的侧视图的高级示意图；以及，图2D示出了装置400的俯视图。装置400包括：成像器40；一对成像器定位器410；一对成像器平移机构420；成像器平移机构430；控制电路系统80；以及，成像器支承设备440。在一个实施例中，每一成像器定位器410包括电机，该电机与控制电路系统80通信(连接未示出)并被耦合到成像器40的一侧。在另一实施例(未示出)中，每一成像器定位器410都被耦合到成像器40的一侧，并包括：支承臂；延伸臂；旋转件；以及如以上所述相对于成像器定位器50的旋转环。在一个实施例中，每一成像器平移机构420都包括：螺杆170；以及电机180，然而这并不意味着以任何方式构成限制，并且螺杆170可以用任何类型的平移机构(诸如液压设备)来代替而不会超出该范围。螺杆170的第一端被耦合到成像器40的一侧，可任选地，被耦合到电机450，电机450耦合到成像器40。螺杆170的第二端被耦合到相应的电机180。
在一个实施例中，成像器平移机构430包括：一对轨道190；一对轨道耦合器200，每一轨道耦合器都安排成沿着特定轨道200前进；以及，前进机构(未示出)，诸如而非作为限制耦合到轨道耦合器200的电机和螺杆、或者液压设备。在另一实施例中，成像器支承设备440包括：多个支承件260；一对连接束270，每一连接件270都被安排成连接一对支承件260。在一个实施例中，每一支承件260都被附连到治疗室250的天花板253。成像器平移机构430的每一轨道190都被耦合到特定连接件270。在一个实施例中，控制电路系统80被定位在成像装置10的部件之一内。在另一实施例中，控制电路系统80与用户可访问的用户输入设备(未示出)通信。装置400的操作在所有方面都类似于图1A-1F中的成像装置10，并且为简洁起见将不对其进行进一步描述。
图3示出了提供对患者支承平台所支承的患者(诸如患者支承平台30所支承的患者20)进行成像的方法的高级流程图。在阶段1000，使成像器(诸如成像器40)绕成像器旋转轴(诸如，成像器旋转轴330)旋转患者旋转角。患者旋转角是患者支承平台绕第一患者旋转轴旋转的角度。可任选地，患者旋转角为至少30度。可任选地，成像器为以下之一：闭环CT成像器；开环CT成像器；以及C形臂CT成像器。
在阶段1010，使成像器沿着第一成像器平移轴平移。在一个实施例中，如以上相对于图1A-1F的第一成像器平移轴360所述的，第一成像器平移轴一般与治疗室的地板垂直。在阶段1020，使成像器沿着与阶段1010的第一成像器平移轴不同(优选地，与第一成像器平移轴正交)的第二成像器平移轴平移。在一个实施例中，如以上相对于图1A-1F的第二成像器平移轴370所述的，第二成像器平移轴一般与治疗室的地板平行。可任选地，成像器沿着第二图像平移轴的平移与成像器沿着阶段1010的第一成像器平移轴的平移同时发生。成像器沿着阶段1010的第一成像器平移轴的平移与成像器沿着第二成像器平移轴的平移的组合使得成像器沿着患者支承平台30所定义的成像轴平移。具体而言，成像轴被定义成成像器需要沿着其前进以便到达该成像器可对患者支承平台所支承的患者进行成像的位置的轴。
在任选的阶段1030，提供患者支承定位器(诸如，患者支承定位器110)，该患者支承定位器被控制以使患者支承平台绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角。在任选的阶段1040，任选阶段1030的患者支承定位器还被控制以使患者支承平台绕第二患者旋转轴(诸如，第二患者旋转轴340)旋转响应于治疗计划的预定角度，第二患者旋转轴一般与第一患者旋转轴正交。在任选的阶段1050，使患者支承平台相对于治疗放射源从第一患者位置平移到第二患者位置，第二患者位置通过至少2个优选为正交的维度从第一患者位置移走。在任选的阶段1060，使阶段1000的成像器沿着阶段1010的第一成像器平移轴和阶段1020的第二成像器平移轴之一从第一成像器位置平移到第二成像器位置。在第二成像器位置，成像器被安排成与阶段1020的成像轴相交。
图4A示出了以成像器的螺旋模式对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法的高级流程图。在阶段2000，响应于成像器沿着第一成像器平移轴及沿着第二平移轴的平移，使成像器沿着成像轴平移预定距离，如上所述。如上所述，成像轴由患者支承平台定义。在阶段2010，成像器被安排成与阶段200的平移同时地对患者进行成像。在阶段2020，确定是否已对患者的需要对其进行成像的整个部分完成了成像。在未完成成像的情况下，继续阶段2000的平移。在完成成像的情况下，在阶段2030，停止成像，并沿着成像轴收缩成像器。如上所述，处理阶段2010的所获取的成像信息，并产生3维图像。
图4B示出了以成像器的单步轴向模式对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法的高级流程图。在阶段2100，响应于成像器沿着第一成像器平移轴及沿着第二平移轴的平移，使成像器沿着成像轴平移预定距离，如上所述。如上所述，成像轴由患者支承平台定义。在阶段2110，在阶段2100成像器平移了预定距离后，成像器被安排成对患者进行成像。在阶段2120，确定是否已对患者的需要对其进行成像的整个部分完成了成像。在未完成成像的情况下，重复阶段2100。在完成了成像的情况下，在阶段2130，停止成像，并沿着成像轴收缩成像器。如上所述，处理阶段2110的所获取的成像信息，并产生3维图像。
图4C示出了以成像器的双步轴向模式对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法的高级流程图。在阶段2200，使成像器沿着第一成像器平移轴平移预定距离，如上所述。在阶段2210，在阶段2200成像器平移了预定距离后，成像器被安排成对患者进行成像。在阶段2220，使成像器沿着第二成像器平移轴平移预定距离，如上所述。在阶段2230，在阶段2220成像器平移了预定距离后，成像器被安排成对患者进行成像。如上所述，阶段2000的平移和阶段2220的平移的组合使得成像器沿着患者支承平台所定义的成像轴平移。如以上进一步描述的，将接收到的阶段2210的图像和接收到的阶段2230的图像组合在一起以产生单个3维图像。在阶段2240，确定是否已对患者的需要对其进行成像的整个部分完成了成像。在未完成成像的情况下，重复阶段2200。在完成了成像的情况下，在阶段2250，停止成像，并沿着成像轴收缩成像器。如上所述，处理阶段2210和2230的所获取的成像信息，并产生3维图像。
应当理解，为了清楚起见而在分开实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合地提供。相反，为简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可分开地或以任何适当的子组合来提供。
除非另行定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有如本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。尽管可在实践或测试本发明时使用类似于或等效于本文所描述的方法，但是合适的方法在本文中进行了描述。
本文中提到的所有出版物、专利申请、专利、以及其它引用文献通过引用整体结合于此。在冲突的情况下，包括定义的专利说明书将优先。另外，材料、方法、以及示例仅是说明性的，而不旨在进行限制。
如此处所使用的术语“包括”、“具有”以它们的同根词，是指“包括但不一定仅限于”。
本领域技术人员将理解，本发明不限于在上文中具体示出和描述的内容。确切而言，本发明的范围由所附权利要求书限定，并且包括上述各种特征的组合和子组合以及本领域技术人员在阅读上述描述后将理解的其变体和修改。
Claims (20)
1.一种用于患者支承平台所支承的患者的成像装置，所述患者支承平台被安排成绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角，所述装置包括：
成像器；
成像器定位器，所述成像器定位器与所述成像器通信并被安排成使所述成像器绕成像器旋转轴旋转；
第一成像器平移机构，所述第一成像器平移机构与所述成像器通信并被安排成使所述成像器沿着第一成像器平移轴平移；
第二成像器平移机构，所述第二成像器平移机构与所述成像器通信并被安排成使所述成像器沿着与所述第一成像器平移轴不同的第二成像器平移轴平移；以及
控制电路系统，所述控制电路系统与所述成像器定位器、所述第一成像器平移机构以及所述第二成像器平移机构通信并被安排成：
控制所述成像器定位器以使所述成像器绕所述成像器旋转轴旋转所述患者旋转角；
控制所述第一成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；以及
控制所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移，
其中，响应于所述成像器沿着所述第一成像器平移轴及沿着所述第二成像器平移轴的平移，使所述成像器沿着所述患者支承平台所定义的成像轴平移，以使得所述成像器被安排成对所述患者支承平台所支承的所述患者进行成像。
2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，进一步包括：
所述患者支承平台；以及
患者支承定位器，所述患者支承定位器与所述患者支承平台通信并被安排成使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转，
其中，所述控制电路系统还被安排成控制所述患者支承定位器以使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转所述患者旋转角。
3.如权利要求2所述的成像装置，其特征在于，进一步包括患者支承平移机构，所述患者支承平移机构被安排成使所述患者支承平台从第一患者位置平移到多个第二患者位置中的任何一个位置处，以使得所述患者支承平台所支承的所述患者相对于放射源处于预定位置，
其中，在所述第二患者位置，所述患者支承平台在至少两个维度中从所述第一患者位置移走，
其中，在所述成像器沿着所述成像轴的平移之前，所述控制电路系统还被安排成控制所述第一成像器平移机构和所述第二成像器平移机构之一以使所述成像器从第一成像器位置平移到第二成像器位置，
其中，在所述第二成像器位置，所述成像器被安排成与所述成像轴相交。
4.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于，所述患者支承定位器还被安排成使所述患者支承平台绕第二患者旋转轴旋转，所述第二患者旋转轴一般与所述第一患者旋转轴正交。
5.如权利要求1到2中的任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像器沿着所述第一成像器平移轴的平移与所述成像器沿着所述第二成像器平移轴的平移同时发生。
6.如权利要求1到2中的任一项所述的成像装置，其特征在于，所述第一患者旋转轴为至少30度。
7.如权利要求1到2中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像器包括以下之一：闭环计算机断层扫描成像器；开环计算机断层扫描成像器；以及，C形臂计算机断层扫描成像器。
8.如权利要求1到2中的任一项所述的成像装置，其特征在于，所述控制电路系统还被安排成控制所述成像器以与沿着所述成像轴的平移同时地对所述患者进行成像。
9.如权利要求1到2中的任一项所述的成像装置，其特征在于，所述控制电路系统还被安排成交替地：
控制所述第一成像器平移机构以及所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述成像轴平移预定距离；以及
控制所述成像器以对所述患者进行成像。
10.如权利要求1到2中的任一项所述的成像装置，其特征在于，所述控制电路系统还被安排成交替地：
控制所述第一成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；
控制所述成像器以对所述患者进行成像；
控制所述第二成像器平移机构以使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移；以及
控制所述成像器以对所述患者进行成像。
11.一种提供对患者支承平台所支承的患者进行成像的方法，所述患者支承平台被安排成绕第一患者旋转轴旋转患者旋转角，所述方法包括：
使成像器绕成像器旋转轴旋转所述患者旋转角；
使所述成像器沿着第一成像器平移轴平移；以及
使所述成像器沿着与所述第一成像器平移轴不同的第二成像器平移轴平移，
其中，响应于所述成像器沿着所述第一成像器平移轴及沿着所述第二成像器平移轴的平移，使所述成像器沿着所述患者支承平台所定义的成像轴平移，以使得所述成像器被安排成对所述患者支承平台所支承的患者进行成像。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括使所述患者支承平台绕所述第一患者旋转轴旋转所述患者旋转角。
13.如权利要求11到12中的任一项所述的方法，其特征在于，所述使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移与所述使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移同时发生。
14.如权利要求11到12中的任一项所述的方法，其特征在于，所述患者旋转角为至少30度。
15.如权利要求11到12中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
使所述患者支承平台从第一患者位置平移到多个第二患者位置中的任何一个位置处，以使得所述患者支承平台所支承的所述患者相对于放射治疗源处于预定位置；以及
在所述使所述成像器沿着所述成像轴平移之前，使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴和所述第二成像器平移轴之一从第一成像器位置平移到第二成像器位置，
其中，在所述第二患者位置，所述患者支承平台在至少两个维度中从所述第一患者位置移走，以及
其中，在所述第二成像器位置，所述成像器被安排成与所述成像轴相交。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括使所述患者支承平台绕第二患者旋转轴旋转，所述第二患者旋转轴一般与所述第一患者旋转轴正交。
17.如权利要求11到12的中任一项所述的方法，其特征在于，所述成像器包括以下之一：闭环计算机断层扫描成像器；开环计算机断层扫描成像器；以及C形臂计算机断层扫描成像器。
18.如权利要求11到12中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括与所述沿着所述成像轴平移同时地对所述患者进行成像。
19.如权利要求11到12中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括交替地：
使所述成像器沿着所述成像轴平移预定距离；以及
对所述患者进行成像。
20.如权利要求11到12中的任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括交替地：
使所述成像器沿着所述第一成像器平移轴平移；
对所述患者进行成像；
使所述成像器沿着所述第二成像器平移轴平移；以及
对所述患者进行成像。
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