CN108025183B - 粒子治疗设备及放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种控制系统，其提供用户界面，该用户界面显示用于尽可能有效地治疗多个射束场的粒子放射治疗系统(诸如铅笔状射束质子治疗系统)的相关数据的清晰图形表示。用户界面允许用户可视化治疗会话，选择一个或多个射束场以包括在一个或多个射束施加中，以及在必要时分离先前分组的射束场。进一步的实施例扩展了发起施加所生成的质子治疗射束以及对要远离治疗房间本身执行的射束场进行分组的能力，并且甚至自动地减少了对场之间的设置进行手动干预的需要。

Description

粒子治疗设备及放射治疗系统

背景技术

质子疗法是一种外部射束放射疗法，其特征在于使用质子射束来照射患病组织。质子疗法优于其他常规疗法(诸如X射线或中子辐射疗法)的主要优点是能够通过指定所施加的辐射的深度(即，限制穿透)来三维地施用治疗剂量，从而限制了非靶细胞无意暴露于潜在的有害辐射。这使得质子疗法治疗能够相对于其他类型的外部射束放射疗法更准确地定位辐射剂量。在质子疗法治疗期间，粒子加速器(诸如回旋加速器)被用来从例如位于回旋加速器中心的内部离子源生成质子射束。射束中的质子被加速(经由生成的电场)，并且加速后的质子射束随后被“提取”并且通过一系列相互连接的管(被称为射束线)被磁性引导，通常在最终通过质子治疗设备施加于治疗房间中的目标区域/受试者之前通过建筑物的多个室、房间或甚至地板。

提供质子射束疗法服务的临床机构需要支持有效治疗工作流程的系统。这种需求对于具有专用回旋加速器的独立治疗套房的诊所以及具有必须共享来自一个回旋加速器的射束的多个治疗房间的设施而言是常见的。质子治疗通常作为一系列离散治疗场而被递送，其中患者被设置和定位以将质子射束按照射束递送序列递送到每个场，一次一个场。这些设置可能需要在治疗房间进行手动操纵，在治疗控制台进行手动准备，或者两者都需要，其中每个治疗场之间消耗的时间用于手动过程。无论是单个房间还是共享射束设施，手动场设置所消耗的额外时间可能会不必要地延长治疗会话，并且会对患者的舒适度产生负面影响。通过使得治疗场能够被分组为用于自动化治疗的场集合，可以同时减少每个场之间的手动设置和执行它们的时间。对于共享射束设施，如果需要，则场分组还可以用作射束请求功能性的输入，使得请求可以用于完成待治疗的分组的场集合。

一般而言，回旋加速器在质子疗法治疗的持续时间内以固定能量生成质子射束。然而，在典型的质子辐射治疗期间，照射肿瘤通常需要照射患者或治疗受试者体内不同深度的整个体积(例如，肿瘤)。这些深度(其可以以离散单位被称为层)自然地对应于不同的“最佳”能级。由于回旋加速器在治疗会话期间仅以固定能量进行操作，因此照射不同深度会产生问题。用于照射体积的常规方法通过施加治疗射束来执行，并且通过瞄准患者或受试者体内最远的深度开始。为了实现精确的瞄准和不同的深度，衰减部件被放置在发射点处或附近的质子射束路径中，以减少质子射束的能量。

这些部件可以包括准直器和钳口，其阻挡射束的一部分到达受试者中的非目标区域、或者降低粒子速度(从而减少射束能量)的滤波器和降能器。然而，当患者或治疗受试者的治疗计划中有带有不同的等中心(治疗目标)的多个射束场时，技术人员或辐射治疗师可能需要进入治疗区域以添加、修改或移除衰减部件以实现期望的能量和定位。对于多个射束场，这会给治疗受试者带来明显的延迟和附加的不适感。

而且，由于底层机器的复杂性、它们的操作和维护过程、以及对应医疗过程的严重性，所以需要训练有素且技术熟练的操作员来执行对质子治疗设备进行调整所必需的计算和动作，以实现期望的射束能量和位置水平。当然，这会导致效率进一步下降、延迟甚至潜在的危险。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

为了克服常规质子治疗系统固有的困难，本文中提供了用于自动化、组织和图形化地可视化这些过程的新技术。描述了一种控制系统，其提供用户界面，该用户界面显示用于尽可能有效地治疗多个射束场的质子治疗系统的相关数据的清晰图形表示。用户界面允许用户可视化治疗会话，选择一个或多个射束场以包括在一个或多个射束施加中，以及在必要时分离先前分组的射束场。

进一步的实施例扩展了发起所生成的质子治疗射束的施加以及对要远离治疗房间本身执行的射束场进行分组的能力，并且甚至自动地减少操作者或医师介入以手动设置每个个体治疗场的需要。附加信息 (诸如射束当前正在使用的治疗会话的进展)也清晰地并且直观地在远离治疗房间或区域放置的显示设备中可视化。

根据本发明的第二方面，描述了一种用于在图形用户界面中显示和接收与关联射束场和取消射束场的关联相对应的信息的方法。质子射束递送到治疗场是根据射束场的布置进行自动化，从而减少了从业者或医师在治疗场之间准备患者或目标治疗区域所需的时间。

通过利用上文所描述的系统和方法，用户能够直观地并且有效地执行必要的功能，以将用于自动质子射束递送的多个射束场分组到专用射束设施或共享射束设施中的治疗房间。这些功能(所有这些功能都可以在远离治疗房间的单个集成用户界面内执行)包括用于布置治疗会话的一个或多个射束施加的射束场、或分离先前关联的射束场的图形环境。在共享射束质子治疗系统中，分组功能可以与射束排队和分配功能一起工作，其中分组还可以用作用于形成质子射束请求的一个基础，其持续时间足以准许完成对场的集合的治疗。

附图说明

并入本说明书并且形成本说明书的一部分的附图图示了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释当前所要求保护的主题的原理：

图1描绘了按照本公开的实施例的示例性质子治疗设备。

图2描绘了按照本公开的实施例的用于在集成控制面板中提供射束场布置功能性的过程的流程图。

图3描绘了按照本公开的实施例的第一示例性场分组图形界面。

图4描绘了按照本公开的实施例的第二示例性场分组图形界面。

图5描绘了按照本公开的实施例的第三示例性场分组图形界面。

图6描绘了按照本公开的实施例的用于射束场分组的示例性图形用户界面。

图7描绘了按照本公开的实施例的示例性计算环境。

具体实施方式

现在将详细参照几个实施例。虽然将结合备选实施例对主题进行描述，但是应当理解，它们并不旨在将所要求保护的主题限制于这些实施例。相反，所要求保护的主题旨在覆盖可以包括在由所附权利要求限定的所要求保护的主题的精神和范围内的备选、修改和等同物。

更进一步地，在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节或其等同物的情况下实施实施例。在其他情况下，没有对公知的流程、过程、部件和电路进行详细描述，以免不必要地模糊主题的方面和特征。

根据过程对以下具体实施方式的各部分进行呈现和讨论。尽管其操作和排序在本文中描述该过程的操作的附图(例如，图2)中公开，但是这样的操作和排序是示例性的。实施例非常适合于执行本文中的附图的流程图中所列举的各种其他操作或操作的变型，并且以与本文中所描绘和描述的顺序不同的顺序执行。

根据过程、操作、逻辑块、处理以及可以在计算机存储器上执行的对数据位的操作的其他符号表示来呈现具体实施方式的一些部分。这些描述和表示是数据处理领域的技术人员用来将其工作的实质最有效地传达给本领域其他技术人员的装置。过程、计算机执行的操作、逻辑块、过程等在这里并且通常被认为是导致期望结果的操作或指令的自洽序列。这些操作是需要对物理量进行物理操纵的操作。通常但不必然地，这些量采用能够在计算机系统中存储、传送、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于常用的原因，有时将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等被证明是方便的。

然而，应该记住，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是适用于这些量的方便标签。除非特别声明，否则如从下面的讨论中显而易见的那样，应当领会，始终利用诸如“访问”、“写入”、“包括”、“存储”、“传送”、“遍历”、“关联”、“标识”等之类的术语的讨论是指将被表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵并且变换为类似地被表示为计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储装置、传输或显示设备内的物理量的其他数据。

虽然以下示例配置被示出为合并了特定的枚举的特征和元素，但是应当理解，这样的描述是示例性的。因而，实施例非常适合牵涉到不同的、附加的或更少的元件、特征或布置的应用。

所要求保护的主题涉及一种粒子射束控制系统，其在清晰的图形用户界面内包括射束场分组技术。在实施例中，可以结合作为与一个或多个治疗房间相关联的计算机实现的图形界面执行的集成射束控制面板或显示器的一个或多个实例来实现射束控制系统。可替代地，射束控制系统还可以被实现为单个专用射束控制面板和图形界面，诸如当回旋加速器专用于单个治疗房间并且不在多个治疗房间之间共享时。所描述的射束控制系统可以被配置为分布式系统以提供治疗会话的定制图形可视化，该治疗会话包括被布置用于一个或多个射束施加的一个或多个射束场、以及将单个射束场或分组的射束场的射束递送到射束控制系统的集成显示和控制。

根据进一步的实施例，射束控制系统(例如，通过射束控制显示器)还可以图形地呈现由用户提交的射束施加的射束状态信息，诸如分组的场的射束场递送次序。另外，射束控制界面还可以为用户提供控件以将射束场添加到射束场分组或从射束场分组中移除。根据一些实施例，显示内容和控件经由图形或数字装置指示射束场分组功能和治疗状态。因而，如果不是完全的话，则显示和集成控件可以与语言显著无关。

根据一个或多个实施例，可以相对于粒子射束源以及从治疗房间本身两者远程地提供对射束递送的控制。如本文中所阐述的，射束被定义为用于疗法治疗的质子治疗射束或其他照射的粒子射束。每个会话本身可以包含一个或多个治疗(射束)场——治疗的一部分或全部期间由射束瞄准的区域。这些场可以被单独标识、统一标识、或在一个或多个组中相关联。在一个或多个实施例中，同一组中的射束场可以在单个不间断的施加中被照射。在一个或多个实施例中，可以基于射束场或治疗因素(诸如治疗配件、治疗台位置、等中心、射束能量和射束目标位置)来将射束场自动分组。在一个或多个进一步的实施例中，多个请求者可以各自具有分组的射束场，其中可以按照预先定义的队列来依次将共享的射束施加于每个分组。

如本文中所陈述的，治疗设施被定义为由多个治疗套房组成的物理治疗综合体。治疗套房被定义为独立治疗区域，或者可以使用射束的设施内的多个治疗区域中的一个治疗区域。每个治疗套房可以由治疗房间、治疗控制房间、成像凹室和各种治疗准备房间组成。

如本文中所阐述的，治疗团队被描述为被指派给用于一个或多个治疗会话的给定治疗套房的治疗师的组或质子治疗从业者的组中的一个或多个成员。(可选的)射束请求者被定义为可以潜在地请求射束的治疗套房团队成员。应当指出，可能还有可以请求使用射束的非治疗请求者(例如，研究区域、维护区域或服务区域)。这些也可以是射束请求者或治疗套房。射束施加在本文中被定义为等待实现或目前正在实现的粒子射束的施加。射束共享队列或射束队列在本文中被定义为射束请求者已经请求射束进行尚未完成(但可以包括当前正在进行的会话)的治疗会话的次序。

示例性放射治疗设备

图1描绘了按照所要求保护的主题的各种实施例的治疗疗法房间中的示例性放射治疗设备100。如图1所呈现的，放射治疗设备100 包括机架101、放射治疗喷嘴103以及患者定位器105。在一个或多个实施例中，机架101可以包括孔口，患者定位器105的至少一部分能够通过该孔口进入(例如，经由自动装置和/或机械装置)。在一个或多个实施例中，机架的至少一部分可以可操作以围绕孔口旋转(通常在患者定位器的至少一部分被布置在其内的同时)。例如，如图1 所描绘的，机架101可以被实现为环，其至少一部分可以围绕由患者定位器105二等分的轴线而旋转。

根据一个或多个实施例，机架101被配置为通过连接至粒子加速器(未示出)的射束线来接收辐射的粒子。粒子加速器可以被实现为但不限于质子加速器，诸如回旋加速器或同步加速器。在一个或多个实施例中，粒子加速器可以相对于治疗疗法房间而被远程定位，并且可以在容纳在多个治疗疗法房间中的多个放射治疗设备之间共享。射束线(例如，用于传送照射的粒子的真空密封的管或管道)被用来将粒子加速器连接至放射治疗设备中的每个放射治疗设备。照射的粒子通过位于机架101上的治疗喷嘴103从放射治疗设备100发射。在一个或多个实施例中，治疗喷嘴103通过旋转机架的至少一部分而围绕机架101的孔口旋转。在备选实施例中，治疗喷嘴103的移动可以经由耦合到机架101的一个或多个机器人附件的移动来执行。

治疗喷嘴103可以被配置成以点扫描射束(也被称为“铅笔状射束”)来发射照射粒子。在一个或多个实施例中，可以通过在非常精细的点处交叉两个或更多个射束来产生点扫描射束，并且可以用点扫描射束的光栅扫描(二维发射)来照射目标区域(射束场)。在一个或多个实施例中，例如，共享相同或接近等中心的多个射束场可以在连续会话中用点扫描射束来照射，该连续会话通过将点扫描射束施加于更远或无关的射束场而不中断。在进一步的实施例中，不需要添加和/或移除附加配件(诸如(但不限于)准直器、钳口和范围移位器等) 的射束场可以作为场集合的自动化治疗而在连续射束施加中被照射。

在一个或多个实施例中，患者定位器105可以包括治疗受试者可以躺在、坐在或靠在其上的桌子、椅子、长凳或床。根据进一步的实施例，患者定位器105的各部分可以能够经由自动装置和/或机械装置而移动。例如，可以(例如，物理地经由机构或自动地通过图形用户界面)增加或减少倚靠表面的一部分的倾斜。患者定位器105的各部分还可以配备有用于旋转、延伸或缩回的装置。例如，根据一个或多个实施例，患者定位器105的倚靠表面的一部分可以被延伸或物理定位到机架101的孔口中，使得倚靠在患者定位器105上的治疗受试者将治疗喷嘴103指向的平面进行二等分。

根据一个或多个实施例，机架101和患者定位器105中的一者或两者能够独立地或联合地操纵，以将定位在患者定位器105上的治疗受试者与治疗喷嘴103对准。机架101和/或患者定位器105的移动可以包括但不限于机架101的一个或多个铰接表面或部分和/或患者定位器105的旋转、延伸、缩回、收缩、内收、外展等。在一个或多个实施例中，例如，治疗喷嘴103还能够经由多轴旋转来限制移动。

根据一个实施例，治疗受试者可以在初始位置或起始位置被定位 (例如，俯卧)在患者定位器105上。患者定位器105的一个或多个部分可以朝向由机架101呈现的孔口延伸，使得治疗受试者的目标区域与位于机架101的内表面上或周围的治疗喷嘴103的位置对准。在备选实施例或进一步的实施例中，机架101还可以围绕机架101的圆周以弧形旋转以更紧密地对准治疗喷嘴103以产生期望的射束场。一旦机架101、治疗喷嘴103和/或患者定位器105在所需方位上对准，治疗疗法就可以开始。具体地，治疗受试者中的等中心可以经由机架 101和/或患者定位器105的移动而与治疗喷嘴103对准。在一个或多个实施例中，治疗疗法可以包括施加照射的粒子，其在(远程)粒子加速器处生成、在机架101中接收、以及根据预先确定的治疗疗法计划在来自位于治疗受试者中的等中心处的治疗喷嘴103的射束场中发射(例如，作为光栅扫描)。

在一个或多个实施例中，治疗喷嘴103、机架101和/或患者定位器105中的一者或多者可以操纵或被操纵以在射束场的施加之间实现更理想的对准。在一个或多个实施例中，治疗受试者中具有相同或基本上等同的等中心的射束场可以作为连续会话、作为会话中的一些场或所有场的自动化治疗来施加。机架101、治疗喷嘴103和/或患者定位器105的移动可以经由预先编程的指令而自动被执行、或者可以经由用户界面而被远程控制，该预先编程的指令与用于期望的等中心的优化对准相对应。

自动多场分组

图2描绘了用于请求可以包括用于共享治疗射束的单个射束请求中的多个分组的场的治疗的过程的流程图200。按照本文中所描述的各种实施例，步骤201至211描述了包括图2中所描绘的过程200的示例性步骤。在一个实施例中，过程200全部或部分地被实现为存储在计算机可读介质中并且在计算设备中执行的计算机可执行指令。

在步骤201处，集成射束控制面板中的用户致动被接收作为输入。在一个实施例中，集成射束控制面板可以在设施(诸如实施共享粒子射束系统的治疗设施)中的多个计算设备中被实例化。用户致动可以与例如集成控制面板的射束请求用户界面一起工作，以在足以准许完成对分组的场的集合的治疗的持续时间内分配治疗射束。

根据所要求保护的主题的方面，无论对于适合于专用射束的治疗还是共享射束，用户都可以执行用户致动，其导致治疗射束在足以准许完成对所有的分组的场的治疗的持续时间内可用。

根据进一步的实施例，显示治疗场的会话区域准许选择在其激活时将使用射束的治疗场的范围。治疗的范围可以包括例如单个场或相关联的场的分组。例如，如用于质子疗法治疗的患者的治疗计划所预先定义的，这些场与治疗会话中的一个或多个治疗场相对应。在步骤 203处，接收指示两个或更多个射束场的分组的用户输入。在一个或多个实施例中，该范围划定可以与射束请求用户界面协作，该射束请求用户界面还可以包括允许用户为所提交的请求来选择要在治疗会话内相关联的多个射束场的功能性。可以选举关联作为与第一选择的射束场相对应(例如，与第一选择的射束场关联或不关联)的二进制切换，或者可以在步骤203期间在用户界面内选择要关联的多个射束场。用户可以基于患者或射束的目标来对射束场进行分组。例如，基于患者的治疗计划的患者的较高优先级的射束场可以被分组在一起。当多个射束场被分组在一起时可以考虑的其他因素包括但不限于：共享射束配件、治疗台位置、患者的不适感/舒适感、治疗计划要求、以及所估计的射束场治疗持续时间、机架位置和/或角度等。

一旦在步骤203中由用户选举，射束场就在共享治疗射束的控制系统中被关联并且被验证用于兼容性。根据一个或多个实施例，共享相同(或基本上相似)的等中心和/或能量的射束场可以自动地或由用户经由通过用户界面接收的用户输入来分组在一起，并且对于被分组在一起作为单个连续会话并且也不需要进一步调整射束配件的射束场，可以满足射束请求。例如，如果在两个射束场之间需要添加、修改或移除一个或多个射束配件，则该系统可能不允许在连续射束施加中对两个射束场进行分组。也就是说，可以满足用于分组射束场的射束请求，使得射束场分组中的每个射束场在没有中断的情况下进行治疗，例如，经由将生成的质子射束转移和重新分配到其他治疗房间和 /或同一治疗房间中的其他未关联的射束场。在一个或多个实施例中，步骤203中的多个场的分组和系统中的关联可以在提交在步骤201中执行的射束请求之前或在提交过程期间执行。根据进一步的实施例，预先提交的请求可以经由提交之后接收的用户输入来使用在步骤203 中执行的多个场的一个或多个分组进行更新。

在步骤205处，射束显示被更新以反映对射束场分组的修改。射束显示可以包括例如任何射束场分组的范围(例如，单个场、多个场或组场)。

在一个或多个实施例中，可以通过针对用户的当前治疗会话专门标识(例如，强调)一个或多个射束场相对于其他射束场的位置来针对用户定制射束显示。标识可以由通过尺寸、颜色、形式或其他可视标记在视觉上区分包括用户的治疗会话的每个射束场的图形表示来组成。因而，可以定制每个射束显示和/或射束场分组可视化，以强调射束显示中的不同的射束场分组。

对于包括共享的射束源的实施例，射束场分组控制器可以根据需要传送场分组信息以准许与其他系统部件进行协调。例如，场分组控制器可以向有能力的射束排队和分配功能传达做出射束请求时的场分组，使得那些请求可以排队等待射束分配，并且状态在射束队列显示中得以反映。

根据一个或多个实施例，可以在任何时间对射束请求执行射束场分组，直到射束使用被授予以用于射束请求。射束请求可以用新的或改进的射束分组来更新，或者分组可以被移除。在一个或多个实施例中，分组的射束场也可以被改进以分离一个或多个射束场与现有组。每当随后的射束场分组或先前的射束场分组被添加、修改或移除时 (诸如当射束场分组被取消或取消关联时)，射束场分组显示就被动态更新(在步骤207处)。

在一个或多个实施例中，与射束控制面板一起执行的射束控制系统验证经改进的射束请求符合预先建立的策略，并且所有分组的射束场都是兼容的。例如，如果将射束场添加到另一射束场(从而创建分组)或将射束场添加到现有分组可能需要在单个射束施加期间添加、修改或移除射束配件，则射束场分组可能被射束场控制器所不允许。射束控制系统还可以验证射束场共享治疗等中心，或者是否需要定位机架和/或治疗受试者。射束控制系统还可以确定用户是否被授权对射束施加做出改变(例如，经由用户验证协议)。根据更进一步的实施例，射束控制系统还可以对场进行分组以执行“空转”(实践运行)，其模仿机架、喷嘴和/或患者定位器所采取的动作和移动(但是不包括施加粒子射束)以确保治疗设备和治疗受试者之间足够的间隙，用于射束场分组的每个射束场。一旦在步骤207中被更新和验证，过程就返回步骤205以显示最新的射束分组配置，同时等待对射束分组的进一步修改。

最后，在步骤209处，基于射束分组次序来实施射束的施加。对于射束场分组，这可以由针对包括分组的射束场中的每个射束场的单个连续射束施加来组成。一旦分组的最后一个射束场被治疗，射束施加就可以终止(或暂停)。一旦射束施加被终止，射束和/或受试者可以准备用于下一射束场分组。例如，治疗喷嘴、患者定位器和射束配件中的一个或多个可以被修改(例如，由医师和/或射束操作员)以符合下一射束场分组。

根据进一步的实施例，一旦射束场分组被验证，分组就可以在步骤211处被保存在射束控制系统中(例如，存储在存储器设备中)。分组可以被保存以例如与治疗受试者、治疗计划、治疗会话或其组合相对应。在更进一步的实施例中，可以为治疗会话存储多个射束场分组。涉及相同射束场的治疗受试者的后续治疗会话可以通过参考所存储的射束场分组而自动发起。在后续的治疗会话(即，参考预先分组的场的治疗会话)期间，可以在没有进一步的用户输入和/或重复的射束场分组的情况下，发起根据分组的场的射束的施加。在这样的实现方式下，射束控制台或显示器还可以包括用户授权系统以建立并且实施适当的用户权利以建立和/或发起自动化治疗，

示例性场分组界面

现在参考图3至图5，本文中对射束场分组界面的示例图形用户界面进行描述。在实施例中，射束场分组界面显示一个或多个射束场的图形描绘。一个或多个射束场可以包括例如要在治疗会话期间并且根据治疗计划来治疗的射束场。可替代地，一个或多个射束场可以包括射束请求中包括的一系列或全部射束场。根据一个或多个实施例，射束场分组界面300允许用户在治疗会话期间具体选择针对一个或多个射束施加而要关联的多个射束场。例如，用户能够具体地选择是否包括射束场、或者射束施加是针对单个场(被指示为单个竖直条)还是多个场(多个条)。用户可以通过仅使用单个用户致动(单击)在单个场按钮或多个场按钮上致动来配置治疗会话。

如图3所呈现的，示例性射束场分组界面300描绘用于包括六个射束场(例如，射束场301、303、305、307、309和311)的当前治疗会话的射束场分组界面。每个射束场可以包括关于射束场的可视标记，诸如：治疗喷嘴的位置和/或射束施加到等中心的接近角；射束场和/或等中心的标识；关于射束本身的信息(诸如能量和/或剂量)；以及是否在当前会话期间已经治疗了射束场。一个或多个射束场可以图形地被表示为被分组在一起。例如，如图3所描绘的，条315出现在射束场301、303、305和307的两端以指示射束场属于单个组。根据进一步的实施例，射束场可以属于多个分组(例如，由条315和条 317指示)。可以在用户界面300中呈现未分组的一个或多个射束场 (例如，射束场309)。如所呈现的，未分组的射束场可以在视觉上与属于相同组或相同关联的射束场区分开。

射束场分组界面300还可以显示由射束施加或者由共享射束实施例中的单独使用请求分开的治疗场。例如，射束场301至309可以被包括在射束施加(或射束请求)中，而用户界面300的较低部分中的射束场311可以是治疗会话的一部分，但不是原始射束请求/射束施加的一部分。射束场分组界面还可以包括显示用于一个或多个治疗场的附加信息的注释面板313。治疗场可以(经由图形图标)指示治疗提供者(例如，放射治疗师或技术人员)可能感兴趣的附加信息。该信息可以包括在对该射束场施加射束期间可能相关的、和/或从包括射束场分组的射束场聚合的关于治疗受试者的特定细节。

根据一个或多个实施例，射束场301、303、305、307、309和311 中的每个射束场可以被实现为用户输入按钮，其被配置为响应用户致动以执行指定功能和/或显示信息，并且允许单动作射束场分组。如例如在用户界面300中所呈现的，用户可以通过致动射束场按钮来将多个射束场分组在一起。例如，通过条315延伸穿过部分或全部射束场，可以在视觉上确认对射束场的致动。再次致动射束场的按钮可以从当前分组中的一个或多个当前分组中取消对射束场的分组。

用户致动可以通过改变所致动的场的图标的外观而在面板300中以图形方式确认。图4描绘了这样的示例性射束场分组界面400。如图4所描绘的，基于射束场的当前状态(例如，射束场的治疗是已经完成、还是目前正在进行中，还是仍然悬而未决)、和/或包括或排除分组的射束场，射束场的图形表示可以不同。例如，图4的射束场401 和403可以在图形用户界面中共享相同的颜色，其可以指示对于那些射束场的治疗的完成。射束场405和407也可以共享与射束场401和 403容易区分开的颜色(未示出)，其指示对那些射束场的治疗正在进行中。射束场409用又一颜色来表示，其指示用于射束场的射束治疗仍然悬而未决。还可以经由颜色和/或经由条415、417和419来指示用于射束场401至409的分组。与图3一样，包括在治疗计划中但属于不同治疗会话或分离组的射束场也可以在射束场分组界面400和 500中与场(413)一起被表示(例如，作为射束场411)，以显示注释或其他相关信息。

其他可视标记可以被用于传达关联或致动。例如，所选图标的颜色可以颠倒，或者图标的大小可以被修改等。图5描绘了这样的示例性射束场分组界面500。如图5所描绘的，所致动的射束场的射束场的图形表示是由所致动的射束场与其正常或典型位置的图形位移来表示。如所呈现的，射束场505看起来与用户界面500中呈现的射束场组中的其余射束场(例如，射束场501、503、507和509)略微位移(沿着第三维)。可以执行射束场505(例如，经由用户输入设备) 的致动以将射束场505与现有组相关联，或者取消射束场505与先前相关联的组的关联。与图3一样，包括在治疗计划中但属于不同治疗施加或单独组的射束场也可以在射束场分组界面400和500中与场 (513)一起被表示(例如，作为射束场511)，以显示注释或其他相关信息。

一旦添加或更新了射束场分组，射束场就可以被提交给射束控制系统。提交可以自动地(例如，周期性地)被执行，或者经由用户致动在射束场分组界面上的提交或“保存”按钮来执行。

图6描绘了包括在集成射束控制面板600中的室内监视器的示例显示。根据一个或多个实施例，用户界面600可以分别呈现在集成射束控制面板中，或者被呈现作为在患者或受试者准备接受来自共享射束的治疗期间或之前所呈现的多个面板中的一个面板。图6描绘了这样的实施例——其中射束场分组界面601是在患者的准备阶段期间所显示的多个面板的复合物的一个面板。如图6所描绘的，可以示出用于准备患者或受试者以用于射束施加的其他显示元件。由射束共享面板提供的这些其他显示元件可以包括与待施用的当前治疗相对应的标识面板609，诸如要满足射束请求的治疗房间、治疗师、患者、治疗会话等。

在一个或多个实施例中，治疗系统还可以配备有位置验证能力。这些能力例如可以在成像系统、运动管理系统和/或治疗控制台验证系统中实现，以在遇到每个场时，按顺序自动验证分组的场中的每个分组的场期间和/或准备中的患者位置。如果需要，位置验证可以在将射束施加到射束场分组之前自动重新定位患者和/或患者定位器。根据进一步的实施例，位置验证能力还可以合并特征，以允许用户或操作员在接受、拒绝或以其他方式修改所建议的位置改变之前来验证系统建议的位置改变。

其他显示元件可以包括患者的室内监视(例如，患者的位置)。如图6所描绘的，射束队列601(用于共享射束实施例)、设置监视器(监视器显示器609)、以及一个或多个场监视器1和2(监视器显示器605、607)被呈现以验证患者准备和过程，诸如适当定位患者并且使用适当的治疗配件和固定化设备。附加面板(设置注释面板 611)可以列出射束请求者(例如，放射科医师、肿瘤科医师等)可以参考的各种准备注释以便为患者准备射束递送。

可替代地，面板可以被集成并且适用于与具有共享或有限治疗资源的任何治疗设置一起使用，并且其中资源的多于一个潜在消费者可以请求共享资源的使用。附加地，显示面板可以被集成并且适用于与任何资源共享情况一起使用，其中资源请求者可以自我请求、并且针对要对单个连续会话中的关联场执行的操作对多个场进行分组。根据一个或多个实施例，资源的使用可以在分组的射束场之间被授予其他请求用户。又进一步的实施例可以为公共显示器提供隐私利益，诸如匿名身份或代理身份。可替代地，其他请求用户可能会遮蔽身份。

示例性计算机系统

如图7所呈现的，可以在其上实现本发明的实施例的示例性系统 700包括通用计算系统环境。在其最基本的配置中，计算系统700通常包括至少一个处理单元701和存储器、以及用于传达信息的地址/ 数据总线709(或其他接口)。取决于计算系统环境的确切配置和类型，存储器可以是易失性的(诸如RAM 702)、非易失性的(诸如 ROM 703、闪存等)、或两者的某个组合。

计算机系统700还可以包括可选的图形子系统705，其用于例如通过在由视频电缆711连接的附接显示设备710上显示信息来向放射科医师或其他用户呈现信息。根据本发明所要求保护的实施例，图形子系统705可以通过视频电缆711直接耦合到显示设备710。例如，可以在图形子系统705中生成用于分组多个射束场的施加的图形用户界面，并且向显示设备710中的用户显示。在备选实施例中，显示设备710可以被集成到计算系统(例如，膝上型电脑、或上网本显示面板)中并且将不需要视频电缆711。

附加地，计算系统700还可以具有附加的特征/功能性。例如，计算系统700还可以包括附加的存储装置(可移除的和/或不可移除的)，其包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算机存储介质包括以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性介质和非易失性介质、可移除介质和不可移除介质。RAM 702、ROM 703和外部数据存储设备(未示出)都是计算机存储介质的示例。

计算机系统700还包括可选的字母数字输入设备706、可选的光标控制或指示设备707、以及一个或多个信号通信接口(输入/输出设备，例如，网络接口卡)708。可选的字母数字输入设备706可以向中央处理器701传达信息和命令选择。可选的光标控制或指示设备707被耦合到总线709，用于向中央处理器701传达用户输入信息和命令选择。也被耦合到总线709的信号通信接口(输入/输出设备)708 可以是串口。通信接口708还可以包括无线通信机制。使用通信接口 708，计算机系统700可以通过诸如因特网或内联网(例如，局域网)的通信网络而被通信地耦合到其他计算机系统。

上文关于图6描述的集成射束控制面板600可以例如在诸如计算系统700之类的计算设备中执行。在一个或多个实施例中，计算系统 700可以位于与上文关于图1所描述的治疗设备100相同的治疗房间或套房中。可替代地，计算系统700也可以相对于包含治疗设备100 的治疗房间或套房位于外部，从而使得当施用治疗时，不需要操作员或技术人员与治疗受试者处于同一房间或套房中。对于具有相同等中心的射束场被分组在一起的实施例，治疗设备的操作员可以发起将射束施加于多个射束场，而不必进入治疗套房并且手动调整机架或治疗喷嘴(例如，添加/移除/调整准直器的位置)，从而节省大量时间并且提供更有效的共享射束资源分配。

通过利用上文所描述的系统和方法，可以执行用于专用或共享射束设施中的质子射束管理的各种关键功能。所有都可以在单个集成用户界面内执行的这些功能包括：用于将多个场分组在一起以进行治疗会话的功能性、分组和/或治疗会话的可视化、分组的场的分离，以及在共享射束系统中向射束排队和分配功能传达这种分组信息以供例如在做出射束请求时使用。由于用户可以通过单个致动来请求这些功能中的许多功能(如果不是全部的话)，所以用户能够直观而高效地为他们自己(甚至自动为预先存储的射束分组)执行这些必要的功能。

尽管已经用特定于结构特征和/或过程动作的语言对主题进行了描述，但是应当理解，在所附权利要求中限定的主题不一定限于上文所描述的特定特征或动作。相反，上文所描述的具体特征和动作作为实现权利要求的示例形式而被公开。

Claims (19)

1.一种粒子治疗设备，包括：

机架，其被配置为接收由粒子加速器生成的粒子流；

治疗喷嘴，其被耦合到所述机架并且被配置为在设置在目标受试者中的多个等中心处将所述粒子流发射为射束；以及

控制系统，其被通信地耦合到所述治疗喷嘴并且被配置为自动地控制粒子的所述射束的发射以照射与所述多个等中心相对应的多个射束场；

其中所述控制系统提供图形用户界面，所述图形用户界面被配置为使得用户能够将所述多个射束场的射束场子集分组在一起，其中所述射束场子集中的所述射束场具有设置在所述目标受试者中的相同等中心，并且其中所述图形用户界面还使得所述用户能够将射束场与分组取消关联；

进一步地，其中所述控制系统还被配置为控制粒子的所述射束的发射，以在连续射束施加中照射包括所述射束场的分组的子集的射束场，并且单独地照射被取消关联的所述射束场。

2.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，还包括耦合到所述机架的射束管，所述射束管被配置为将所述粒子流从所述粒子加速器传导到所述机架。

3.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，其中所述机架被配置为沿着围绕所述目标受试者的多个轴自动旋转所述治疗喷嘴。

4.根据权利要求2所述的粒子治疗设备，其中所述控制系统进一步被配置为基于所述多个射束场的位置来控制所述机架围绕所述目标受试者的移动。

5.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，还包括受试者定位设备，其被配置为支撑并且自动将所述目标受试者定位。

6.根据权利要求5所述的粒子治疗设备，其中所述控制系统进一步被配置为自动控制所述受试者定位设备的移动以自动将所述目标受试者定位以使所述多个等中心的等中心与所述治疗喷嘴对准。

7.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，其中所述粒子加速器包括以下各项中的至少一项：

粒子加速器，其专用于单个治疗房间；以及

粒子加速器，其在多个质子治疗设备之间共享。

8.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，还包括通信地耦合到所述粒子治疗设备的客户端计算设备，所述客户端计算设备包括：

存储器设备，其包括编程指令；以及

处理器，其被配置为执行所述编程指令以实现所述图形用户界面，所述图形用户界面可操作以显示图形表示，所述图形表示可操作以远程控制所述粒子治疗设备的使用。

9.根据权利要求8所述的粒子治疗设备，其中所述图形用户界面进一步可操作以允许用户提交对使用由所述粒子加速器生成的所述粒子流的请求以连续照射所述射束场子集，其中所述机架根据治疗计划自动在所述目标周围形成弧形，并且同时施用粒子的所述射束。

10.根据权利要求8所述的粒子治疗设备，其中所述编程指令还包括用于检测和避免由于所述治疗喷嘴或所述目标受试者的移动而造成的即将发生的碰撞的指令。

11.根据权利要求8所述的粒子治疗设备，其中所述编程指令进一步包括用于建立并且实施适当的用户权限以建立自动化治疗的指令。

12.根据权利要求8所述的粒子治疗设备，其中所述编程指令进一步包括用于验证针对射束场的目标受试者的位置的指令。

13.根据权利要求12所述的粒子治疗设备，其中所述编程指令还包括允许用户验证系统建议的位置改变、并且响应于所述系统建议的位置改变的用户验证而自动将所述目标受试者重新定位的指令。

14.根据权利要求1所述的粒子治疗设备，其中

如果所述多个射束场中的射束场在将所述射束连续施加到被包括在所述分组中的所述射束场期间可能需要改变所述射束的配件，则不允许将所述射束场增加到所述分组。

15.一种放射治疗系统，包括：

根据权利要求1-14中的任一项所述的粒子治疗设备，被包括在多个粒子疗法治疗房间中的第一粒子疗法治疗房间中，所述粒子治疗设备的所述机架被配置为围绕所述粒子治疗设备的目标受试者旋转；以及

客户端计算设备，其相对于所述第一粒子疗法治疗房间远程定位，所述客户端计算设备可操作以接收用户输入并且基于预先存储的射束场分组来自动化所述目标受试者的治疗，所述用户输入与对应于所述多个等中心中的一个等中心的多个射束场的分组相对应，

其中所述客户端计算设备进一步被配置为对所述机架围绕所述目标受试者的移动进行编程，以照射多个射束场的所述分组作为与所述射束的连续会话。

16.根据权利要求15所述的放射治疗系统，还包括患者定位设备，其被配置为提供支撑并且更改所述目标受试者的定位。

17.根据权利要求16所述的放射治疗系统，被配置为检测并且避免以下各项中的至少两项之间的即将发生的碰撞：所述目标受试者、所述机架、所述治疗喷嘴、以及所述患者定位设备。

18.根据权利要求15所述的放射治疗系统，其中所述粒子流在所述多个粒子疗法治疗房间之间共享。

19.根据权利要求18所述的放射治疗系统，其中所述客户端计算设备进一步被配置为生成并且显示治疗会话的图形表示，所述图形表示包括单个连续会话中的射束场的所述分组。

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