CN106794358A - 使用电子射野影像装置(epid)的线性加速器(linac)的验收、调试和持续基准测试 - Google Patents

使用电子射野影像装置(epid)的线性加速器(linac)的验收、调试和持续基准测试 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于LINAC和治疗计划系统(TPS)的验收测试和调试的方法或系统。对于LINAC调试，本发明从完全校准的LINAC收集参考数据，并将所述参考数据与从测试LINAC收集的机器性能数据进行比较。分析所述比较结果以评估测试LINAC的精确性。对于TPS调试，本发明从标准治疗计划和标准输入数据收集标准参考数据，并将所述标准参考数据与由测试治疗计划系统执行的标准测试的结果进行比较。分析所述比较结果以评估所述测试治疗计划系统的精确性。

Description

使用电子射野影像装置(EPID)的线性加速器(LINAC)的验收、 调试和持续基准测试
技术领域
本发明总体上涉及用于配备有电子射野影像装置(EPID)的线性加速器(LINAC)的验收测试、调试和持续质量保证的方法或系统。
发明背景
用于调试配备有电子射野影像装置(EPID)的线性加速器(LINAC)的许多常规方法在很大程度上取决于各自测试环境和参数。由于各个测试参数通常由终端用户配置，因此可能存在一定水平的机器性能可变性，其中一些可变性导致患者治疗中的潜在可疑质量。
同样地，对于治疗计划系统(TPS)工作，本地机构通常收集数据并创建其自己的本地TPS系统的评价计划和规程。因为本地数据对于每个本地测试环境是唯一的，所以由于输入数据和测试过程的可变性，系统中的任何性能可变性都难以评估和评价。此外，从TPS系统的终端用户的角度看，并不清楚系统中的性能可变性是由输入数据的可变性还是TPS系统的不正确性能或配置所引起的。
本发明旨在克服上述一个或多个问题。
发明内容
本部分提供了本公开内容的总体概述，而非其全部范围或其所有特征的全面公开。
本发明的一个方面提供了一种用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，所述系统包括：存储器，其储存第一参考数据，其中所述第一参考数据是从包括LINAC和电子射野影像装置(EPID)的参考机收集的，其中所述参考数据至少表示与所述参考机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述参考机的所述EPID处的辐射测量的改变；测试机，其包括LINAC和EPID；以及处理器，其与所述存储器相关联，其中所述处理器被配置用于执行分析软件程序，其中所述分析软件程序从所述测试机收集机器性能数据，其中所述机器性能数据至少表示与所述测试机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述测试机的所述EPID处的辐射测量的改变，并且将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较，以评估所述测试机的精确性。
本发明的另一个方面提供了一种用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，所述方法包括：从包括LINAC和电子射野影像装置(EPID)的参考机收集第一参考数据，其中所述参考数据至少表示与所述参考机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述参考机的所述EPID处的辐射测量的改变；将所述第一参考数据储存在与至少一个处理器相关联的存储器中；从包括LINAC和EPID的测试机收集机器性能数据，其中所述机器性能数据至少表示与所述测试机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述测试机的所述EPID处的辐射测量的改变；以及使用分析软件程序将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较，以评估所述测试机的精确性，其中所述处理器被配置用于执行所述分析软件程序。
本发明的又一方面提供了一种用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，所述系统包括：存储器，其储存标准参考数据，其中所述标准参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果；以及处理器，与所述存储器相关联，其具有测试性能引擎以及分析软件程序，所述测试性能引擎基于标准输入数据进行多个标准测试并且针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，所述分析软件程序将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较，并且确定每个所述测试性能结果是否满足公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎和分析软件程序。
本发明的另一方面提供了一种用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，所述方法包括：收集标准参考数据，其中所述标准参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果；将所述标准参考数据储存在与至少一个处理器相关联的存储器中；使用测试性能引擎，基于标准输入数据进行多个标准测试，其中所述测试性能引擎针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎；使用分析软件程序将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较，其中所述处理器被配置用于执行所述分析软件程序；以及使用所述分析软件程序确定每个所述测试性能结果是否满足公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准。
这些方面仅仅是本发明的无数方面中的一些方面，并且不应被认为是与本发明相关联的无数方面的全面列举。根据以下公开和附图，这些方面和其他方面对于本领域技术人员将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选实施方式而不是所有可能的实现方案的说明性目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1图示根据说明性而非限制性的示例性实施方式的、用于LINAC的验收测试和调试的系统的示意框图；
图2图示根据说明性而非限制性实施方式、图1的计算机程序110的工作流程；
图3图示根据说明性而非限制性实施方式、由图1的LINAC机120利用光子辐射束进行的相对测量的示例；
图3A图示根据说明性而非限制性实施方式、由图1的LINAC机120利用电子束进行的相对测量的替代示例；
图4图示根据说明性而非限制性的示例性实施方式的、用于LINAC的验收测试和调试的方法的流程图；
图5图示根据说明性而非限制性的示例性实施方式的、用于TPS系统的验收测试和调试的系统的示意框图；以及
图6图示根据说明性而非限制性的示例性实施方式的、用于TPS系统的验收测试和调试的方法的流程图。
书面说明中的附图标号指示全部附图中所示的对应项。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下，没有详细描述会使本发明模糊的公知方法、规程和组件。
1.EPID调试
图1是针对EPID调试系统的示例性实施方式的说明性而非限制性系统100的示意框图。图1的说明性而非限制性的示例性系统可以包括计算机程序110、LINAC机120、机器性能数据130、分析软件140、参考数据150、公差数据160和合格/不合格报告170。
计算机程序110可以包括适于控制如本文描述的LINAC机120的验收测试和调试的过程的任何计算机程序代码。在示例性实施方式中，计算机程序110包括可扩展标记语言(XML)代码。然而，应当理解，可以使用任何其他合适的程序语言(诸如C/C++、Java等)来对计算机程序110进行编码。
LINAC机120至少包括LINAC和电子射野影像装置(EPID)。LINAC机120的LINAC是典型的LINAC，其生成各种类型的辐射束(例如，MV光子束、kV光子束、平顶和非平顶束、电子束、γ射线束(用于本发明的非LINAC应用等))，用于各种医疗目的。例如，某些类型的辐射束用于治疗目的，而其他类型的辐射束用于成像目的。LINAC可以用许多不同的参数来控制，所述参数诸如为内部机器配置改变和束修正器插入。机器配置改变包括束能量、辐射类型、场大小、多叶准直器形状、束注量改变、医疗目的等。束修正器包括可以插入到LINAC的束中的楔块、补偿滤波器、体模等。这些变化对LINAC束的特性的影响可以用空气中和/或体模中的测量来评估。
在示例性实施方式中，LINAC机120可以是参考机122或测试机124。参考机122用于收集用于验收测试和调试的参考数据150。优选地，参考机122基于工业标准而完全校准和调整。例如，参考机122的LINAC和EPID可以根据由认可剂量学校准实验室(ADCL)提供的标准之一来校准和验证。然而，应当理解，任何合适的校准方法或标准均可以用于本文所述的目的。测试机124是正在通过所提出的方法或系统来测试和调试的LINAC机。
参考数据150优选地表示参考机122(即，代表适当配置的LINAC机)的参数与辐射测量之间的相关性。例如，参考机122检测与对参考机122的LINAC的参数作出的任何改变(按已知量改变LINAC上的各个参数)相关的、参考机122的EPID处的辐射测量的差异。通过这样的方式，系统100被配置用于跟踪由改变LINAC的参数引起的EPID处的辐射测量的相对差异。在示例性实施方式中，辐射测量可以包括点辐射剂量、剂量轮廓、平面剂量分布、百分比深度剂量和三维剂量分布。应当理解，辐射测量可以包括与LINAC的性能相关的其他类型的信息/数据。在示例性实施方式中，参考数据150可以储存在居于系统100上的存储器中。或者，可以使用任何外部存储器设备来储存参考数据150。
所提出的基于EPID的数据收集依赖于获取辐射束的二维电子图像。可以在所评价的束的路径中存在或不存在测试体模的情况下收集这些图像。还可以收集各种束修正器(例如，楔块、补偿滤波器等)的图像。通过参考数据将EPID图像与LINAC的标称性能相关联的能力，利用EPID收集的图像可以用于针对预期性能评价单个机器。通过知晓参考数据如何受到各种LINAC参数改变的影响，EPID还可以用于表征先前未经评价的LINAC机。
在示例性实施方式中，系统100可以包括多个参考机122以收集多组参考数据150，以便提高调试的精确性和可靠性。如本文所述，举例而言，系统100可被配置用于对从多个参考机122获得的多组参考数据150的值求平均，并且使用该平均值作为参考数据150以供对测试机124进行调试的目的。
机器性能数据130优选地表示测试机124的参数与辐射测量之间的相关性。与参考机类似，测试机124测量与对测试机124的LINAC的参数作出的任何改变相关的、测试机124的EPID处的辐射测量的差异。在示例性实施方式中，机器性能数据130可以储存在居于系统100上的存储器中。或者，可以使用任何外部存储器设备来储存机器性能数据130。
将机器性能数据130与参考数据150进行比较，以便评估测试机124的LINAC是否根据用户提供的输入数据而准确地生成适当的辐射量。在示例性实施方式中，分析软件140进行这样的比较。分析软件140被配置用于将所收集的机器性能数据130与参考数据150进行比较，并确定机器性能数据130是否在某些接受标准内匹配于参考数据150。如果机器性能数据130与参考数据150之间的差异落入这一可接受的标准范围，则系统100确定测试机124正在精确地操作。
本发明构思依赖于相对测试、与参考数据150的比较以及用于表征LINAC的性能的一组制定的公差。在该过程中，收集到的机器性能数据130不必完全校正，并且可以包含与数据收集期间的EPID的反向散射和位置相关联的不对称性和其他伪影。从具有处于同一位置的EPID的参考机122生成的参考数据150包含相同的伪影，并且因此，只要测试机124的EPID处的图像/辐射测量在建立的公差内匹配，则认为可接受测试机124用于临床使用。
制定的公差不是基于放射治疗中的常规剂量测定公差(即，3％/3mm或2％/2mm等)，而是基于一组转换因子。当应用于机器性能数据130时，这些因子可以产生常规剂量测定公差，该常规剂量测定公差应用于使用常规剂量测定设备收集或计算的数据，以便评估物理机器能量和剂量轮廓。机器性能数据130与参考数据150之间的关系可由下式定义：[(机器性能数据(130))/(参考数据(150))]*(公差数据(160))＝常规接受标准 (1)
应当理解，等式(1)仅作为示例提供，并且不应当用于限制本发明的范围。还可以使用适合于以与本文提供的描述一致的方式来量化机器性能数据130与参考数据150之间的关系的任何其他方法或数学等式。
在该示例性实施方式中，公差数据160表示由参考机122的EPID测量的辐射与通过常规标准方法(即，标准水箱测量)测量的辐射之间的预定关系。例如，常规标准方法可以是美国医学物理学家协会(AAPM)任务组发布的方法/报告之一。在示例性实施方式中，公差数据160可以储存在居于系统100上的存储器中。或者，可以使用任何外部存储器设备来储存公差数据160。常规标准方法用于通过扫描来自水箱的1D、2D和/或3D图像，来收集用于LINAC调试的数据。还可以使用可由本领域普通技术人员利用的任何常规数据收集方法来用于收集数据的目的。
在将机器性能数据130与参考数据150进行比较之后，分析软件140生成合格/不合格报告170。如果机器性能数据130在可接受的标准内匹配于参考数据150，则分析软件140生成合格报告。如果机器性能数据130在可接受的标准内不匹配于参考数据150，则分析软件140生成不合格报告。
在示例性实施方式中，计算机程序110可被配置用于使验收测试和调试的过程自动化。例如，计算机程序110可被配置用于自动地驱动测试机124以收集机器性能数据130并驱动分析软件140以将参考数据150与机器性能数据130进行比较，以便评估测试机124的精确性。此外，计算机程序110可被配置用于自动生成合格/不合格报告170。
在一个实施方式中，计算机程序110可以在驻留于LINAC机120上的本地计算机应用中应用。在该实施方式中，系统100的其他组件、诸如分析软件140、机器性能数据130、公差数据160和/或参考数据150也可以驻留在LINAC机120上。LINAC机可被配置成包括存储器，该存储器可以储存参考数据150、机器性能数据130和/或公差数据160。
在替代实施方式中，计算机程序110可以驻留在外部设备或计算机(未示出)上。外部设备可被配置成与LINAC机120和/或分析软件140通信。在该实施方式中，用户可以经由外部设备控制LINAC机120，所述外部设备优选地包括适当的输入、输出和/或显示设备。或者，分析软件140或诸如机器性能数据130、参考数据150和/或公差数据160等其他数据也可以驻留在外部设备或计算机上。
在另一替代实施方式中，分析软件140可以在基于服务的系统中应用。所述基于服务的系统优选地向系统100的用户提供网络可访问性。在该实施方式中，系统100的用户能够访问和分析储存在基于服务的系统中的参考数据150、公差数据160、机器性能数据130和/或合格/不合格报告170。例如，系统100提供用于对可供其他类似机器使用的一组参考数据进行基准测试的环境。具有适当权限的任何用户均可访问其中储存了参考数据150的基于服务的系统，并且可以对参考数据150进行基准测试以供其LINAC机的校准。基于服务的系统可被配置成云网络，但亦可应用具有适当的联网能力的任何其他计算网络。
图2图示了图1的计算机程序110的示例性工作流程，总体上由标号200指示。在流程图的描述中，用尖括号中的标号<nnn>标记的功能解释将指代标有该数字的流程模块。在该说明性而非限制性的示例性工作流程中，计算机程序110包括XML代码。首先对XML束脚本进行编码<210>。XML束脚本被编码用于进行可以由EPID所进行的各种测试，例如，机械QA(质量保证)、Winston-Lutz测试、束平坦度测试、束对称性测试、光辐射比较测试以及MLCQA<220>。应当理解，这些测试仅作为示例而介绍，并且不应被用于限制本发明的范围。适合于测试EPID的任何其他测试均可被编码为束脚本的一部分。
接下来，将XML脚本传送并加载到治疗机控制系统100(或LINAC机120)<230>。在替代实施方式中，可以将XML脚本加载<240>到外部设备(未示出)。系统100(或LINAC机120)被配置用于在可被指定为“BeamON”模式的模式下运行或执行自动化XML脚本<250>，并且随后操作测试机124以从EPID获取图像<260>。
接下来，运行加载到系统100(或LINAC机120)的XML脚本<240>以控制分析软件140，以便分析EPID捕获的辐射图像<270>。最终执行加载到系统100(或LINAC机120)的XML脚本，以基于由分析软件140进行的分析来产生合格/不合格报告170<280>。
在替代实施方式中，可以如上文所述将XML脚本加载到外部设备或计算机。在该替代实施方式中，外部设备可被配置成与LINAC机120通信，以执行上文结合图2描述的过程。
在另一替代实施方式中，可以如上文所述将XML脚本加载到基于服务的系统。在该替代实施方式中，XML脚本可被配置用于在基于服务的系统处自动控制结合图2描述的步骤。系统100的用户可以访问基于服务的系统，并通过使用驻留在基于服务的系统上的自动化XML脚本来调试其测试机。
图3图示了由图1的使用光子辐射束的LINAC机120进行的相对测量的示例。对于旷场光子束，收集图3中的数据。在图3中，由LINAC机120测量在整个调节范围内的束能量变化，例如，百分比深度剂量。图3示出了如何用相对测量来检测束能量变化。一组公差数据将相对测量与绝对公差变化相关联。在LINAC机120的EPID处以不同的弯曲磁体电流设置来获得旷场(open field)图像。基于测量，图3示出了当与基线数据比较时束变化的平坦度。光子束的平坦度对入射束的能量变化非常敏感。光子束的穿透质量的微小变化导致束平坦度的非常大的变化。图1的所提出的系统使用类似的相对测量，以在LINAC 120机器的验收和调试的新范例中来表征参考机122，其中这些相对变化可能与绝对能量变化和常规制定的公差相关。
图3A图示由图1的使用电子束的LINAC机120进行的相对测量的示例。图3A中的数据示出了参考机122的电子束的一系列基线测量，该测量示出了LINAC性能中的一致性和所述测量的可重复性。图3A中所示的数据还示出了针对相对于标称基线能量而言的高和低的能量的公差数据测量。用插入电子束中的小塑料楔块收集图3A中的数据。这些测量中的塑料楔块仅用于说明性目的。应当理解，可以将除了塑料楔块之外的物体插入到束中以增强所述测量的灵敏度和容易程度。还应当理解，这些物体可以由除了塑料之外的材料制成，并且可以使用产生差分辐射注量或增加辐射灵敏度的任何物体。图3A中所示的数据展示了将图1所提出的系统用于相对于参考机122对LINAC机12的电子束进行验收测试和调试的能力。
图4图示根据说明性而非限制性的示例性实施方式的、用于LINAC的验收测试和调试的方法的流程图，并且总体上用标号400指示。在步骤<410>，根据工业标准之一(例如，由ADCL提供的标准)校准参考机122。在步骤<420>，系统100从参考机122收集参考数据150。如上文所述，参考数据150表示参考机122的参数与辐射测量之间的相关性。在步骤<430>，系统100将所收集的参考数据150储存在存储器中。在步骤<440>，系统100从测试机124收集机器性能数据130。如上文所述，机器性能数据130表示测试机124的参数与辐射测量之间的相关性。在步骤<450>，系统100通过将参考数据150与机器性能数据130进行比较来分析测试机124的精确性。例如，图1的分析软件140将参考数据150与机器性能数据130进行比较，以确定两者之间的差异。如果差异在可接受标准内，则分析软件140在步骤<460>生成合格报告170。如果差异不在可接受标准内，则分析软件140在步骤<460>生成不合格报告170。所述可接受标准可以通过上述等式(1)或者考虑机器性能数据130与参考数据150之间的相对关系的任何其他兼容方法来计算。在图4的示例性实施方式中，至少步骤<440>、<450>和<460>可以通过如图2中描述那样使用图1的计算机程序110来自动化。如图2中所示，计算机程序110可被编码用于使步骤<440>、<450>和<460>自动化。
2.TPS调试
历史上，放射治疗计划系统(TPS)调试和实现依赖于针对单个LINAC专门收集的数据或针对单个LINAC的模型提供的标准输入数据。由医学物理学家通过输入其自己的图像或为特定测试提供的标准图像，并继而手动创建治疗计划和软件步骤以测试治疗计划系统，来进行治疗计划系统的验收测试和调试。因此，在将可变数据提供给TPS的意义上，其输出是可变的。因为所有本地数据都是唯一的，所以系统中的任何性能可变性由于输入数据的可变性而在一定程度上是预期的。继而，终端用户面临着分析结果数据，并分类出由输入数据的可变性或者TPS软件的不正确的性能或配置引起的任何性能变化。
在所提出的用于TPS调试的方法或系统中，收集和分析一组标准输入数据以创建一组参考数据。通过将标准输入数据和标准计划输入到TPS中，预期具有一组标准的结果。预期结果中的任何可变性将最有可能是由于TPS的不正确的性能或配置所致。这个过程将提高TPS调试的效率。另外，可以更容易地识别系统的任何实际问题，并且可以减少终端用户从由于输入数据的可变性所致的性能可变性中识别实际系统性能问题而对专业知识和能力的依赖。
图5是针对TPS调试系统的示例性实施方式的说明性而非限制性系统的示意框图，总体上用标号500指示。图5的说明性而非限制性的示例性系统可包括标准束数据510、标准图像数据520、标准轮廓数据530、标准治疗计划540、标准测试550、测试性能引擎560、治疗计划系统570、分析软件580、标准参考数据590和合格/不合格报告595。
在示例性实施方式中，系统500收集标准参考数据590。标准参考数据590包括多个标准治疗计划及其对应的预定结果。通过将标准输入数据输入到系统500并利用标准输入数据进行各种TPS功能来收集标准治疗计划的预定结果。例如，由将标准输入数据作为输入的治疗计划系统570进行标准治疗计划。治疗计划系统570被配置用于收集标准治疗计划的结果。标准输入数据包括标准束数据510、标准图像数据520、标准轮廓数据530和/或标准治疗计划540。标准束数据510可以包括表示关于与LINAC有关的辐射的各种信息、例如质量、束能量、辐射类型、剖面等的任何数据。标准图像数据520可以包括表示利用计算机断层扫描成像、磁共振成像、正电子发射断层扫描等捕获的体模或人的图像的任何数据。标准轮廓数据530可以包括表示辐射所施加于的人体的典型轮廓以及/或者对各个体模的特有特征应用的轮廓的任何数据。标准治疗计划540可以包括表示为了医疗目的而向人体施加辐射和/或为了测试TPS的特定性能参数而向体模施加辐射的标准计划的任何数据。应当理解，任何其他合适类型的信息/数据亦可用于表示该示例性实施方式的标准输入数据。本文提供的标准输入数据的示例不应当用于限制本发明的范围。标准参考数据590和标准输入数据可以储存在居于系统500上的存储器(未示出)中。或者，可以使用任何外部存储器设备来储存标准参考数据590和标准输入数据。
在收集过程完成之后，系统500进行调试过程。在示例性实施方式中，测试性能引擎560被配置用于使用标准输入数据(诸如标准束数据510、标准图像数据520、标准轮廓数据530和/或标准治疗计划540)作为输入来进行标准测试550。标准测试550包括由专业医学学会、监管机构以及诸如AAPM和ACR等其他机构推荐的各种测试。
由分析软件580分析标准测试550的结果。分析软件580将标准测试550的实际测试性能结果与由标准参考数据590表示的标准治疗计划的预定结果进行比较，并确定每个测试性能结果是否满足一定的公差标准。公差标准为对应的标准测试定义了预定的接受标准。优选地，例如，公差标准可以是由AAPM任务组提供的公布标准之一。如果测试性能结果满足对应于所进行的标准测试550的公差标准，则分析软件580生成合格报告595。如果测试性能结果不满足对应于所进行的标准测试的公差标准，则分析软件580生成不合格报告595。
在示例性实施方式中，测试性能引擎560可被配置用于自动进行：标准测试550的测试、将测试性能结果与参考数据150进行比较，和/或确定测试性能结果是否满足公差标准。
系统500可以包括软件应用(未示出)，所述软件应用包括测试性能引擎560和/或分析软件580。在该实施方式中，软件应用可被配置用于使进行标准测试550、将测试性能结果与参考数据进行比较以及确定测试性能结果是否满足公差标准的过程自动化。或者，软件应用可被配置用于以预定时间间隔自动进行这样的步骤。在该实施方式中，可以向系统500的用户提供用户界面，该用户界面可以用于将所提出的间隔时间输入到系统500中。可以将预定义时间间隔设定成对应于例如由监管机构、国家组织和国际组织以及各种医学学会提供的测试要求和推荐。此外，可以配置软件应用，其中当任何自动和预定义测试不满足公差标准时，需要使用软件或显式重写(explicit override)。
集成和自动测试的该实施方式将显著地提高系统实现的可靠性、测试完整性和可靠性、测试要求和测试频率的一致性、以及系统功能和配置的通信和透明度。该示例性实施方式可以自动地防止使用不安全和/或不合标准(substandard)的治疗计划系统。此外，自动测试显著减少了终端用户对测试性能以及结果分析和解释的专业知识的依赖性。因此，所开发的系统将确保与终端用户经验、培训和熟练程度无关的治疗计划系统的正确和一致的操作。
在另一实施方式中，系统500或分析软件580可被配置成自动与医疗服务提供者(例如，医院工作人员、管理者、制造商或其他利益相关者)通信，以在测试性能结果被确定为不满足公差标准时通知所述测试性能结果。在该实施方式中，可以采用任何通信手段来在系统500与医疗服务提供者之间提供数据连接，诸如采用因特网、无线网络、蜂窝网络、传真、常规电话线路等。
在另一替代实施方式中，EPID调试的系统100可以与TPS调试的系统500对接。用于测试图1的LINAC机120和治疗计划系统570的一组自动测试程序可被配置用于确保两个系统之间的一致性，并且LINAC机120或治疗计划系统570中的任何改变或修改可以直接耦合到其他系统的测试，以确保操作的一致性。图1的分析软件140的LINAC测试分析的结果可以用于自动驱动图5的治疗计划系统570的测试，并且反之，从图5的分析软件580获得的治疗计划系统测试的结果可以用于驱动图1的LINAC机120的测试。该方法确保LINAC机120与治疗计划系统570之间的系统性能的相互依赖性，并且因此显著提高了患者治疗的置信度和准确度。例如，已经由图1的系统100调试的测试机124可以用于进行图5的标准测试之一，并且由图1的分析软件140生成的任何合格/不合格报告可供系统500用于确定某些标准测试是否为使用经验证的LINAC所进行的。相反，来自图5的标准束数据510和/或标准参考数据590可以用于生成图1中的公差数据160，因此闭合LINAC和TPS的配置与性能之间的循环。
在另一替代实施方式中，测试性能引擎570和/或分析软件580可以在基于服务的系统中应用。基于服务的系统优选地向系统500的用户提供网络可访问性。在该实施方式中，系统500的用户能够访问和分析储存在基于服务的系统中的标准输入数据、标准测试550、标准参考数据590以及/或者合格/不合格报告595。例如，系统100提供用于对可供其他类似测试计划系统使用的一组标准参考数据590进行基准测试的环境。具有适当权限的任何用户均可访问其中储存了标准参考数据590的基于服务的系统，并且可以对标准参考数据590进行基准测试以用于其测试计划系统的校准。基于服务的系统可被配置成云网络，但亦可应用具有适当的联网能力的任何其他计算网络。
在该替代实施方式中，图1的系统100和图5的系统500可以连接到外部接口(制造商、云基础结构等)，其中这些系统的数据和测试内容被自动更新。该实施方式将促进测试标准和要求的自动更新。测试程序、测试标准、测试公差的任何改变都可以自动而同时地部署到所有用户站点，从而确保及时实施任何改变。此外，利用该方法，可以利用最多的数据、程序和软件自动部署、执行和测试任何监管(例如，联邦药物管理局)软件的召回和审计。这种方法将大大提高对监管要求和执行的遵从性，并且将显著提高在现场部署的所有系统(活动或非活动的)都正常工作的置信度。
图6描绘了用于图5的TPS系统500的验收测试和调试的方法的流程图，并且总体上由标号600指示。在步骤<610>，系统500收集标准参考数据590。如上文描述，标准参考数据590包括多个标准治疗计划及其对应的预定结果。在步骤<620>，系统500将标准参考数据储存在存储器中。在步骤<630>，系统500的测试性能引擎560使用标准输入数据作为输入来进行标准测试550。生成与每个标准测试相对应的测试性能结果。在该实施方式中，至少一个标准测试可被配置用于使用图1的测试机124，以便测量由测试机124的LINAC生成的辐射。在步骤<640>，系统500的分析软件580将标准测试550的测试性能结果与由标准参考数据590表示的标准治疗计划的预定结果进行比较。在步骤<650>，系统500的分析软件确定每个测试性能结果是否满足公差标准。在该示例性实施方式中，测试性能引擎可被配置成至少自动执行<630>、<640>和<650>的步骤。
此外，应当理解，当在权利要求或本发明的优选实施方式的上述描述中介绍本发明的要素时，以“可选的”或“可以包括”的意义而非以“必需的”意义使用在前述说明书中使用的术语“具有”、“包括”和“包含”以及类似术语。类似地，术语“部分”应当被解释为表示其限定的项目或元素的一些或全部。
因此，已经示出并描述了新发明的几个实施方式。从前文描述中显而易见的是，本发明的某些方面不受本文所述示例的具体细节限制，并且因此可以预期本领域技术人员将想到其他修改和应用或其等同物。然而，在考虑过说明书和附图之后，本发明的构造的许多改变、修改、变体以及其他用途和应用对于本领域技术人员将变得显而易见。不脱离本发明精神和范围的所有这些改变、修改、变体以及其他用途和应用均被认为由仅受所附权利要求书限定的本发明所覆盖。

Claims (39)

1.一种用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，所述方法包括：
从包括LINAC(线性加速器)和电子射野影像装置(EPID)的参考机收集第一参考数据，其中所述参考数据至少表示与所述参考机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述参考机的所述EPID处的辐射测量的改变；
将所述第一参考数据储存在与至少一个处理器相关联的存储器中；
从包括LINAC和EPID的测试机收集机器性能数据，其中所述机器性能数据至少表示与所述测试机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述测试机的所述EPID处的辐射测量的改变；以及
使用分析软件程序将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较，以评估所述测试机的精确性，其中所述处理器被配置用于执行所述分析软件程序。
2.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，还包括：
使所述收集机器性能数据的步骤和将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较的步骤自动化，其中所述处理器被配置用于执行适于进行所述自动化步骤的计算机程序。
3.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述辐射测量包括点辐射剂量、剂量轮廓、平面剂量分布、百分比深度剂量和三维剂量分布。
4.如权利要求3所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述参数包括多个内部机器配置改变和束修正器插入。
5.如权利要求4所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述内部机器配置改变包括束能量改变、辐射类型、辐射目的、场大小改变和多叶准直器形状改变。
6.如权利要求4所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述束修正器插入包括楔块、补偿滤波器和体模。
7.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述精确度是通过使用公差数据而计算的，其中所述公差数据表示在所述参考机的所述EPID处的所述辐射测量与常规标准辐射测量之间的预定关系。
8.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述第一参考数据储存在基于服务的系统中。
9.如权利要求8所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述分析软件程序驻留在所述基于服务的系统上。
10.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，还包括：
收集第二参考数据，其中所述第二参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果；
将所述第二参考数据储存在所述存储器中；
使用测试性能引擎，基于标准输入数据进行多个标准测试，其中所述测试性能引擎被配置用于针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎，其中至少一个标准测试涉及使用所述测试机来测量由所述测试机的所述LINAC生成的辐射测量；
使用所述分析软件程序将所述测试性能结果与所述第二参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较，其中所述处理器被配置用于执行所述分析软件程序；以及
使用所述分析软件程序确定每个所述测试性能结果是否满足多个公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准。
11.如权利要求10所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述测试性能引擎驻留在基于服务的系统上，其中所述第二参考数据储存在所述基于服务的系统中。
12.如权利要求10所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述标准输入数据包括标准束数据、标准图像数据、标准轮廓数据和标准治疗计划。
13.如权利要求1所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的方法，其中所述参考机的所述LINAC被校准。
14.一种用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，所述方法包括：
收集标准参考数据，其中所述标准参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果；
将所述标准参考数据储存在与至少一个处理器相关联的存储器中；
使用测试性能引擎，基于标准输入数据进行多个标准测试，其中所述测试性能引擎针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎；
使用分析软件程序将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较，其中所述处理器被配置用于执行所述分析软件程序；以及
使用所述分析软件程序确定每个所述测试性能结果是否满足公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准。
15.如权利要求14所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述进行、比较和确定的步骤由软件应用执行，其中所述软件应用包括所述测试性能引擎和所述分析软件程序。
16.如权利要求15所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述软件应用被配置用于自动进行所述进行、比较和确定的步骤。
17.如权利要求16所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述软件应用被配置用于以预定时间间隔进行所述进行、比较和确定的步骤。
18.如权利要求15所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述分析软件程序被配置用于当所述测试性能结果不满足所述公差标准时，自动地向医疗服务提供者传达所述测试性能结果。
19.如权利要求15所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述软件应用驻留在基于服务的系统上，其中所述标准参考数据储存在所述基于服务的系统中。
20.如权利要求14所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的方法，其中所述标准输入数据包括标准束数据、标准图像数据、标准轮廓数据和标准治疗计划。
21.一种用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，所述系统包括：
存储器，其储存第一参考数据，其中所述第一参考数据是从包括LINAC和电子射野影像装置(EPID)的参考机收集的，其中所述参考数据至少表示与所述参考机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述参考机的所述EPID处的辐射测量的改变；
测试机，其包括LINAC和EPID；以及
处理器，其与所述存储器相关联，其中所述处理器被配置用于执行分析软件程序，其中所述分析软件程序从所述测试机收集机器性能数据，其中所述机器性能数据至少表示与所述测试机的所述LINAC的参数的改变相关的、所述测试机的所述EPID处的辐射测量的改变，并且将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较，以评估所述测试机的精确性。
22.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述处理器被配置用于执行计算机程序，所述计算机程序适于使所述收集机器性能数据和将所述第一参考数据与所述机器性能数据进行比较的过程自动化。
23.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述辐射测量包括点辐射剂量、剂量轮廓、平面剂量分布、百分比深度剂量和三维剂量分布。
24.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述参数包括多个内部机器配置改变和束修正器插入。
25.如权利要求24所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述内部机器配置改变包括束能量改变、辐射类型、辐射目的、场大小改变和多叶准直器形状改变。
26.如权利要求24所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述束修正器插入包括楔块、补偿滤波器和体模。
27.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述精确性是通过使用公差数据而计算的，其中所述公差数据表示在所述参考机的所述EPID处的所述辐射测量与常规标准辐射测量之间的预定关系。
28.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述第一参考数据储存在基于服务的系统中。
29.如权利要求28所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述分析软件程序驻留在所述基于服务的系统上。
30.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，还包括基于标准输入数据进行多个标准测试的测试性能引擎，其中所述测试性能引擎被配置用于针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎，其中至少一个标准测试涉及使用所述测试机来测量由所述测试机的所述LINAC生成的辐射测量，其中所述存储器储存第二参考数据，其中所述第二参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果，并且所述分析软件程序将所述测试性能结果与所述第二参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较并且确定每个所述测试性能结果是否满足公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准。
31.如权利要求30所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述测试性能引擎驻留在所述基于服务的系统上，其中所述第二参考数据储存在所述基于服务的系统中。
32.如权利要求30所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述标准输入数据包括标准束数据、标准图像数据、标准轮廓数据和标准治疗计划。
33.如权利要求21所述的用于验收测试和调试LINAC(线性加速器)的系统，其中所述参考机的所述LINAC被校准。
34.一种用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，所述系统包括：
存储器，其储存标准参考数据，其中所述标准参考数据包括多个治疗计划和这些治疗计划的预定结果；以及
处理器，与所述存储器相关联，其具有测试性能引擎和分析软件程序，所述测试性能引擎基于标准输入数据进行多个标准测试并且针对每个标准测试生成至少一个测试性能结果，而所述分析软件程序将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较，其中将所述测试性能结果与所述治疗计划的至少一个预定结果进行比较，并且确定每个所述测试性能结果是否满足公差标准，其中所述公差标准是对应于所述标准测试中的至少一个的预定标准，其中所述处理器被配置用于执行所述测试性能引擎和分析软件程序。
35.如权利要求34所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，其中所述测试性能引擎和分析软件程序被配置用于自动执行所述进行所述标准测试、将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较以及确定所述测试性能结果是否满足公差标准的过程。
36.如权利要求35所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，其中所述测试性能引擎和分析软件程序被配置用于以预定时间间隔自动进行所述进行所述标准测试、将所述测试性能结果与所述标准参考数据进行比较以及确定所述测试性能结果是否满足公差标准的过程。
37.如权利要求35所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，其中所述测试性能引擎和分析软件程序被配置用于当所述测试性能结果不满足所述公差标准时，自动地向医疗服务提供者传达所述测试性能结果。
38.如权利要求34所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，其中所述测试性能引擎和分析软件程序驻留在基于服务的系统上，其中所述参考数据储存在所述基于服务的系统中。
39.如权利要求34所述的用于验收测试和调试治疗计划系统(TPS)的系统，其中所述标准输入数据包括标准束数据、标准图像数据、标准轮廓数据和标准治疗计划。
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