CN108401421B - 自屏蔽的集成控制放射外科系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于使用直线加速器来执行无创立体定向放射外科和精确放疗的自屏蔽且计算机控制的系统，所述直线加速器安装在耦接至三自由度患者台的双自由度辐射屏蔽件内。所述辐射屏蔽件可以包括可绕轴向轴旋转的轴向屏蔽件以及可绕倾斜轴独立旋转的倾斜屏蔽件，由此提供治疗和诊断辐射束的改善轨迹范围。这种屏蔽件可以关于其对应旋转轴并关于共同支撑结构平衡以便促进容易移动。这种系统可以进一步包括成像系统，所述成像系统用于向治疗靶标准确地递送辐射并且自动进行将所述解剖靶标维持在系统等深点处所需的校正。还提供了各种子系统，所述子系统用于使所述可移动屏蔽部件的受控且协调的移动以及对所述治疗相关子系统的操作自动化以便优化性能并确保安全性。

Description

自屏蔽的集成控制放射外科系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年9月6日提交的美国临时申请No.62/554,876的优先权权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本申请总体上涉及于2017年6月20日提交的名称为“Revolving RadiationCollimator(旋转式辐射准直器)”的PCT申请号US2017/038256；名称为“RadiationSystems with Minimal or No Shielding Requirements on Building(对建筑物具有最小或不具有屏蔽要求的放射系统)”的美国专利号9,308,395；名称为“System and Methodfor Real-Time Target Validation for Image-Guided Radiation Therapy(图像引导的放射治疗的实时靶标确认系统和方法)”的美国专利号9,314,160；以及名称为“Visualizing Radiation Therapy Beam in Real-Time in the Context of Patient’sAnatomy(在患者的解剖结构的背景下实时地使放射治疗射束可视化)”的美国专利号9,604,077，所述申请和专利中的每一项出于所有目的通过引用以其全文结合在此。
背景技术
本发明总体上涉及立体定向放射外科领域。具体地，本发明涉及自屏蔽放射治疗系统和治疗方法。
用于放射外科设备的建筑物辐射屏蔽室的高成本已经产生了对可以以较低成本提供的系统的需要。创建自屏蔽的放射外科系统实现了这个目标，但是存在与这种系统相关联的挑战，包括用于确保安全且有效的治疗递送的众多子系统的复杂协调功能。
虽然已经提出了各种自屏蔽放射外科系统，但是在执行这种系统时遇到相当多的挑战，所述挑战包括屏蔽部件的高成本和高重量、由于屏蔽部件的相当大重量而难以对其进行定位以及进一步增大整个系统的大小和重量的相关联支撑件和驱动电机的相当大成本和大小。这些挑战限制了这种设计的可行性并且进一步限制了可用治疗轨迹范围。因此，需要具有减小重量和大小的自屏蔽系统，并且进一步需要具有改善的治疗辐射束和诊断成像灵活性和移动范围的这种系统。将期望以更简单且更具成本效益的方式构造这种系统并且期望这种系统具有紧凑的大小和减小的占位面积以便装配在标准大小房间中而无需常规的库或辐射屏蔽室，从而允许这种治疗系统更普遍地用于治疗。
发明内容
本文中描述的治疗系统是用于计划和执行无创立体定向放射外科和精确放疗的自屏蔽且计算机控制的系统。
在一些方面，相比常规自屏蔽设计，本发明通过使用使阻止潜在辐射泄露的屏蔽的量和重量最小化的独特屏蔽件设计和放置而提供了大量优点，同时满足以下目标：将解剖靶标维持在系统的等深点处；经由独立的轴向和倾斜屏蔽件提供最大MV和kV射束轨迹范围；以及提供使很重的辐射屏蔽组件关于共同支撑件的相对较小占位面积基础环对称地平衡的机械优点。在各个实施例中，提供可变厚度的屏蔽件使重量最小化，并且在空间上使屏蔽件平衡实现屏蔽件和治疗辐射束的更精确移动。一方面，本发明提供了一种具有可移动屏蔽部件的自屏蔽设计，所述可移动屏蔽部件提供本文中所描述的益处并且进一步提供对患者的完全包覆以便提供完全屏蔽。在一些实施例中，这种系统包括轴向和倾斜屏蔽件，以及允许对患者的完全包覆和完全屏蔽的旋转壳体和门。
这种系统可以包括治疗辐射束发射器(比如，直线加速器(LINAC))，所述治疗辐射束发射器安装在双自由度可旋转屏蔽组件上；以及成像系统，所述成像系统用于向治疗靶标(例如，患者的脑肿瘤)准确地递送辐射。在一些实施例中，所述系统包括与患者台相关联的三个独立自由度，外加LINAC的这两个自由度以便提供用于将靶标准确地定位在等深点处的总共五个自由度。
在一些实施例中，所述系统使用关于患者解剖结构(例如，颅骨位置)的射线照相信息来跟踪患者移动并通过精确地调整手术台来校正所检测到的患者移动从而将靶标定位在可旋转屏蔽组件的等深点处。所述治疗系统包括在整个系统的功能上整体相关的各种硬件和软件系统。子系统包括：机械子系统；患者台子系统；集成控制子系统；LINAC子系统；治疗计划子系统；治疗递送子系统；成像和监测子系统；控制子系统；安全子系统。这些子系统中的每个子系统可以包括集成机器人系统内的相应硬件和软件部件。应当认识到的是，整个系统不需要包括本文中所描述的所有子系统和相关联特征并且可以包括所述子系统、所描述的子系统的修改形式或其任何组合中的一项或多项。
在第一方面，本文中描述的系统和方法被配置用于将解剖靶标维持在系统的等深点处。在一些实施例中，所述系统包括一个或多个相机，所述一个或多个相机可以用于监测患者并且还可以用于确定和/或验证系统的等深点。这种相机可以并入准直器组件中、安装在可移动屏蔽组件内或安装到患者台之上的相邻结构上。在一些实施例中，准直器包括指向患者的两个这种相机。在一些实施例中，所述系统包括至少两个或更多个(通常四个)相机，所述相机安装在患者台之上的固定位置中，从而使得在辐射屏蔽部件旋转时，相机不移动。在一些实施例中，所述系统可以包括可独立定位的一个或多个相机。
在第二方面，本文中描述的系统和方法维持自屏蔽环境。在一些实施例中，通过多个屏蔽部件(至少可移动对接的第一和第二屏蔽部件)的协调移动来维持自屏蔽环境。
在第三方面，本文中描述的系统和方法经由独立的轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件提供用于治疗和成像的MV和kV射束轨迹两者的改善或最大范围。在这种系统中，kV射束发射器可以安装在轴向屏蔽部件中，而MV射束发射器安装在倾斜屏蔽部件内，所述倾斜屏蔽部件可绕横向于轴向屏蔽部件的轴向轴的倾斜轴旋转。
在第四方面，本文中描述的系统和方法通过使屏蔽件对称平衡来提供机械优点。在一些实施例中，所述多个屏蔽部件由相比于系统的整体大小具有相对小占位面积的支撑环支撑。在一些实施例中，通过使屏蔽件关于具有相对小占位面积基部的共同支撑件对称平衡从而允许屏蔽件以更大容易度和准确度移动。在一些实施例中，基础环充当促进精确度和准确度的共同支撑件。
在第五方面，本文中描述的系统和方法提供可变厚度的倾斜屏蔽件以便使系统的整体重量最小化。屏蔽部件的较少暴露于兆伏(MV)治疗辐射束和/或千伏(kV)诊断辐射束的部分可以具有减小的厚度。这种可变厚度屏蔽可以通过沿着具有更高辐射暴露的屏蔽部分的外部安装附加屏蔽板来形成，或者可以通过可变厚度铸件制作。
在第六方面，使本文中描述的系统平衡，从而使得LINAC屏蔽件的重量使束阑的重量平衡。这种平衡提供了允许使用相对小的低转矩电机来移动LINAC屏蔽件的机械优点(例如，如果轴向轴周围的移动部件的中心偏心(例如，5mm)从而产生不平衡，则由重力引起以便对不平衡进行反作用的振荡转矩的最大值将是移动屏蔽件的重量乘以与旋转轴的偏心COG距离(14000kg x 5e-3＝700kg.m，其超过现有电机标称额定转矩300kg.m))。
附图说明
图1展示了根据本发明的一些实施例的治疗系统的概览；
图2A示出了根据一些实施例的具有支撑基础环和患者台的系统和接口的侧视图；
图2B示出了根据一些实施例的具有打开的患者传送门的系统的前视图；
图3以简化模型示意性地展示了根据一些实施例的机械子系统的移动轴以其彼此的关系；
图4示出了根据一些实施例的患者台和相关联运动轴；
图5示出了根据一些实施例的患者台的可移动层以及运动轴连同对应轴的简化模型；
图6展示了根据一些实施例的监测并控制所有硬件和软件子系统的集成控制子系统；
图7示意性地展示了根据一些实施例的自屏蔽系统的可移动屏蔽部件；
图8展示了根据一些实施例的系统，已经通过所述系统穿过患者到达闪烁板上的MV辐射由光电二极管阵列捕获，其中，所产生的信号被处理并存储；
图9展示了根据一些实施例的用于通过使用CCD相机来捕获来自闪烁板的荧光来验证已经穿过患者的辐射量的装置；
图10展示了如图9中描述的一般闪烁器连同CCD捕获的具体实施例，但是此处，其采用包含在每次患者使用之间被移除并在精确的预期位置中被替换的闪烁板和CCD相机两者的硬件单元的形式。
图11展示了根据一些实施例的顺序观察成像的跟踪方法框架；
图12展示了根据一些实施例的6D跟踪方法优化过程流程；
图13示意性地展示了根据一些实施例的使用顺序观察来进行的屏蔽组件运动控制；并且
图14示意性地展示了根据一些实施例的在顺序观察成像中的第一和第二位置。
具体实施方式
本发明涉及自屏蔽放射治疗系统，具体地，涉及具有通过至少两个屏蔽部件限定的辐射屏蔽的自屏蔽系统，所述至少两个屏蔽部件平衡并可移动地对接，从而使得屏蔽组件绕第一轴旋转并且屏蔽部件之一绕横向于第一轴的第二轴旋转。这种构型允许从多个方向进行诊断强度(kKV)成像以便通过旋转屏蔽组件来跟踪患者的位置，并且进一步允许通过沿着第二轴独立地旋转一个屏蔽部件来从多个方向递送治疗辐射。使屏蔽部件关于其对应旋转轴并且关于共同支撑件平衡以及提供可变厚度的屏蔽部件大大减小了屏蔽的重量并使协调且精确控制的移动切实可行。这种方式还允许具有更紧凑大小的系统和驱动组件以便装配在标准大小房间中，而无需常规放射治疗系统常见的大规模屏蔽库。在一些实施例中，对于3MV系统，这种构型允许包括辐射屏蔽件的主要部分的高度和宽度为约3米或更少并且重量为约30吨或更少。应当理解的是，屏蔽件的大小和量取决于所使用的系统的辐射能容量，并且本文中的概念可以适用于任何放射治疗系统。可以通过参考本文中所描述的说明和示例实施例进一步理解各个方面。
I.系统概述
在一些实施例中，放射外科系统包括以下子系统和软件：机械子系统、患者台子系统、集成控制子系统、直线加速器(LINAC)子系统、治疗计划子系统、治疗递送子系统、成像和监测子系统、安全子系统以及相关联软件部件。应当理解的是，集成控制系统、安全子系统和软件部件可以结合成单个控制单元或子系统。可替代地，这些子系统可以包括多个协调子系统或单元。这些子系统中的每个子系统具有集成机器人系统内的相应硬件和软件部件。应当认识到，实施例可以包括所述部件的某个或任何组合或其变化形式。
在本文中描述的治疗系统的实施例中，发射并检测至少两种形式的辐射：(1)兆伏(MV)X射线辐射，所述X射线辐射具有治疗强度(例如，足以杀死肿瘤细胞的辐射剂量递送)；以及(2)千伏(kV)X射线辐射，所述X射线辐射具有诊断强度并且用于跟踪靶标(例如，患者的颅骨或身体部位)在装置内的位置以便确保正确的MV射束寻靶和递送。在一些实施例中，MV辐射源附着于一个可移动屏蔽部件内，并且kV辐射源附着于另一个屏蔽部件内，所述屏蔽部件一起限定了靶标周围的屏蔽治疗空间并且可移动以便允许使用kV辐射源来从多个方向对靶标进行成像并且从MV辐射源从多个方向对靶标进行治疗。
A.可移动屏蔽部件
一方面，辐射屏蔽件包括可绕第一轴向轴(通常为水平轴)移动的通常与第二屏蔽部件可移动对接的第一屏蔽部件或轴向屏蔽件，或者可绕横向于第一轴的第二倾斜轴独立旋转的倾斜屏蔽件。在一些实施例中，第一轴向屏蔽件具有通常垂直定向的近端开口，通过所述开口将患者台和患者插入治疗空间中；以及远端成角度的开口(例如，45度)，所述开口与第二屏蔽件或倾斜屏蔽件可移动地对接，从而使得第二轴以45度角与第一轴相交。在一些实施例中，倾斜轴的形状总体上为半球形并且包括用于允许从围绕靶标的路径将治疗辐射束递送至靶标的处于相对侧的治疗辐射束发射器和束阑。屏蔽件沿着第一轴向轴的协调移动以及倾斜屏蔽件沿着第二倾斜轴的移动允许治疗射束沿着治疗球体(treatmentsphere)的大部分表面的基本上连续的范围，其中，仅难以接近所述球体的处于近端和远端的一小部分。
通常，第一屏蔽件和第二屏蔽件由铁或铁合金或任何适当屏蔽材料形成。由任何适当材料(相同或不同)组成的附加屏蔽可以安装于每个屏蔽件之外在暴露于更高辐射水平的区域中。在一些实施例中，治疗辐射源或治疗辐射束发射器(例如，LINAC)附着于所述屏蔽件之一内，而诊断成像辐射源布置于另一个屏蔽件内。屏蔽部件可以进一步包括被安装以便使每个屏蔽部件或组件关于其对应旋转轴平衡的配重件。
B.机械子系统
另一方面，自屏蔽放射治疗系统包括机械子系统，所述机械子系统协调可移动屏蔽部件的移动以便促进从多个方向进行成像和治疗。在一些实施例中，机械子系统包括双自由度旋转机电屏蔽组件，其容纳LINAC和成像子系统。其目的是移动LINAC以便引导LINAC生成的高能治疗射束以便以精确方式指向系统等深点(isocenter)(例如，靶标或肿瘤将位于所述系统等深点处)。这两个自由度允许实现治疗射束的各种接近角。
在一些实施例中，所述系统可以包括附接于机械可旋转屏蔽组件的容纳患者台子系统的旋转壳体，所述旋转壳体在旋转壳体的尽头具有上下移动的垂直门。这两个机构充当系统的患者入口/出口。
在本文中描述的各个实施例中，机械子系统包括：
1.两个移动辐射屏蔽件(例如，轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件)，其支撑放射治疗射束发生器部件。
2.中心主基础环，其支撑轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件，通常通过具有两个旋转轴轴承的支架。
3.患者入口组件，其支撑患者台和附加静态辐射屏蔽件。
4.旋转壳体连同垂直辐射屏蔽件，其构成治疗空间的入口和出口。
为了提供将超过2π球面度的头部和颈部治疗射束立体角，治疗辐射束发生器部件整合到倾斜辐射屏蔽件上，所述倾斜辐射屏蔽件支撑于具有两个自由度的倾斜支架内。在一些实施例中，所述系统被配置用于提供最大立体角覆盖。这些自由度横向于彼此。在所描述的实施例中，这些自由度是沿着以下各项的纯旋转：
1.水平的轴向轴(即，垂直于重力)
2.相对于轴向轴45度定向的倾斜轴。此45度角在这两个轴之间保持恒定。
一方面，这两个可移动屏蔽部件的这两个运动轴相交于治疗系统的等深点处，患者肿瘤位于所述等深点中。在一些实施例中，可以使用移动患者台子系统来确保靶标保持在等深点处。在所描述的实施例中，治疗辐射束发生器(即，LINAC)被整合成使得：对于辐射屏蔽件的任何位置，射束瞄准等深点。在一些实施例中，这两个可移动屏蔽组件由共同支撑件(通常为主基础环)支撑。如以下进一步描述的，这可以通过使这两个可移动屏蔽部件关于支撑件平衡来实现。通常，基础环具有浇注构造并且可以使用结构锚定方法来锚定到地面上。这种构型减小了整个治疗系统的占位面积。可以使用大型回转环形滚珠轴承来实现辐射屏蔽件的轴向旋转。回转环形轴承的外环可以安装于主基础环上。轴向轴承被大小设定用于提供所需刚度以便使由于所施加的外力(即，重力和由直线电机引起的磁吸引负荷)而产生的轴承侧转最小化。轴向轴承的内环夹持于两个旋转组件(轴向辐射屏蔽件和倾斜辐射屏蔽件安装支架(“治疗支架”))之间。轴向屏蔽件连同治疗支架一起绕轴向轴承轴旋转，所述轴向轴承轴由直线环形电机驱动，所述直线环形电机包括安装在倾斜屏蔽件安装支架周围的一组直线新月形磁体、封闭倾斜屏蔽件的像笼子的大型结构以及相关联电子设备，所述直线环形电机从机器的后侧可见。为了提供足以旋转轴向组件的转矩，所述系统使用各自包括具有六个线圈的集合的两个电机线圈组件。这两个组件并排地定位在系统主环组件底部以便提供由于移动组件重力负荷而产生的力矩的反力矩。轴向运动位置、速度和加速度使用一个环形天平连同两个冗余的编码器头传感器来控制。虽然此处描述了轴向轴承和电机组件的特定构型，但是应当认识到的是，在符合所描述的概念的情况下，可以使用各种其他构型和任何适当电机组件来提供对轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件沿着轴向轴承轴的旋转。
另一方面，倾斜屏蔽件可沿着横向于轴向轴承轴的第二轴独立旋转。在本文中描述的实施例中，倾斜屏蔽件通过倾斜回转滚珠轴承安装在倾斜治疗支架上，所述倾斜回转滚珠轴承具有相对于轴向轴承轴以45度定向的旋转轴。倾斜回转环形滚珠轴承被大小设定用于提供所需刚度以便使由于外力(包括重力和由直线电机引起的磁吸引负荷)引起的轴承侧转最小化。在一些实施例中，治疗支架是两个轴向轴承处所被机加工于其上的一个部件，其避免公差叠加(如果使用多于一个支架的话)并确保最优准确度。放射治疗射束发生器部件整合在倾斜辐射屏蔽件上，从而使得治疗射束发生器可以完全绕靶标旋转。为了提供足以使倾斜屏蔽组件绕倾斜轴旋转的转矩，旋转屏蔽件利用两个完全相同的电机线圈组件。通常，每个电机线圈组件包括具有六个电机线圈的集合。在此实施例中，倾斜屏蔽组件和电机线圈组件对称安装，以便使由于线圈/磁体吸引力而引起的力矩消失。这种吸引力引起轴承的恒定压缩轴向负荷，所述负荷是有益的。在一些实施例中，倾斜运动位置、速度和加速度可以使用一个环形天平连同两个冗余的编码器头传感器来控制。应当认识到的是，可以使用各种其他构型。
在又另一方面，所述治疗系统可以包括患者入口组件，所述患者入口组件用于促进患者进入通过轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件限定的屏蔽治疗空间。通常，患者入口组件相对于旋转轴向辐射屏蔽件和倾斜辐射屏蔽件保持静止。在本文中描述的实施例中，患者入口组件安装于主基础环上并且包括如在附图中示出的辐射屏蔽挡块、患者台底座以及充当自屏蔽密封舱系统的辐射屏蔽卷帘门的旋转壳体。旋转壳体借助于安装到患者入口支架上的齿轮传动回转滚珠轴承绕患者台底座旋转。齿轮传动轴承可以使用由齿轮传动电机组件驱动的小齿轮来旋转。齿轮传动电机配备有在系统失去/缺少电力的情况下激活以便将旋转壳体保持在其适当位置的制动器。辐射屏蔽垂直门组件垂直移动以便打开/关闭旋转壳体的患者入口。此辐射屏蔽件垂直门使用致动器来上下移动。在一些实施例中，所述门系统被配置成使得在电力损失的情况下，可以在无电力的情况下向下移动门并打开患者入口以便允许移除患者。例如，可以在无电力的情况下以受控方式通过手动地打开泄压阀(从而释放由很大的垂直重力负荷引起的能量)来打开门。
在仍另一方面，准直器组件可以安装到LINAC子系统上。在PCT申请号US2017/038256中进一步详述了适合并入所述治疗系统中的准直器组件的示例。在这种实施例中，准直器组件是球形的/圆柱形的并且以LINAC辐射束轴为中心。此机械轴在等深点处相交。通常，准直器组件提供具有不同准直器大小的可选集合。为了实现后者，那些不同准直器大小可以设计到旋转器中。为了选择不同准直器大小，旋转器经由谐波传动(例如，齿轮传动)电机绕垂直于LINAC辐射束轴的轴旋转。此齿轮传动电机可以整合到例如如附图中示出的主外壳上。具有两个冗余旋转编码器头传感器的集合连同天平可以安装到旋转器上以便提供旋转器的位置控制反馈从而将每个准直器大小与LINAC射束轴对准。在一些实施例中，附加“准直器大小”传感器可以用于确定每个准直器大小的正确位置/对准。准直器组件可以安装到倾斜屏蔽件上，与相交于等深点的射束轴对准。在此准直器组件之上，可以安装辐射束阑。更多屏蔽可以整合在LINAC周围以便使向后散射辐射与LINAC靶标屏蔽。尽管准直器和辐射束阑通常由钨或钨合金形成(这允许具有减小大小的准直器和束阑并入所描述的治疗系统中)，但是其可由任何适当材料构造。
C.患者台子系统
在一些实施例中，所述治疗系统包括可移动患者支撑台，所述可移动患者支撑台可沿着多个轴充分移动以便至少允许患者的具有靶标的部分被定位在通过可移动屏蔽部件限定的治疗空间内。在本文中描述的实施例中，患者台包括三轴机构，所述三轴机构服务于至少两个目标：第一，提供床支撑件，患者在治疗期间可以舒适地躺在所述床支撑件上；以及第二，在三个维度上准确地将头部和颈部区域中的期望点的位置维持在等深点处，将在所述等深点处递送辐射。为了实现这些目标，患者台可由允许患者沿着多个轴移动的多个部件限定。在一些实施例中，患者台具有至少四个分部：下部推车、上部推车、俯仰板以及病床。下部推车具有在治疗位置与抽出位置之间移动患者的功能。为了设置患者以便进行治疗，患者台以直线滚动的方式从屏蔽组件延伸到患者传送门之外。上部推车、俯仰板和病床一起提供将头部和颈部中的点准确地定位在等深点处所需的运动。上部推车容纳患者台的控制部件。下部推车、上部推车和病床由直线电机致动，而俯仰板由具有导螺杆安排的旋转电机致动。患者台的头部支撑部分可以包括用于固定可商购获得的辐射面罩的刻面，并且病床可以进一步包括用于阻止患者身体在递送期间进行显著移动的约束带。在一些实施例中，头部部分可以被进一步配置用于使患者的头部进行俯仰运动以便进一步增大LINAC的可用治疗范围。应当认识到的是，治疗系统也可以利用不具有可移动头部部分的多轴患者台。
在一些实施例中，患者台具有至少五个分部：台基座、下部推车、上部推车、俯仰板以及病床。台基座为患者台提供固定支撑。台基座充当患者台与机械子系统之间的接口，也就是说，可以使用台基座将患者台附接到机械系统上。台基座还可以提供附加屏蔽。下部推车执行直线运动(Y1轴)并且服务于在治疗位置与抽出位置之间移动患者的功能。下部推车可由任何适当的电机驱动。在一些实施例中，下部推车由直线电机使用没有传动的直接驱动来驱动。这种构型避免了在机械传动(如齿轮系)的情况下发生的任何电力损失。而且，直接驱动更具响应性。此外，这种构型是可向后驱动的，这可能是重要的安全特征。在停电的情况下，下部推车由于其向后可驱动性而可手动拉出。上部推车执行直线运动(Y2轴)，其连同俯仰板和病床提供将头部和颈部区域中的点准确地定位在等深点处所需的运动。上部推车可由任何适当的电机(例如，具有如以上讨论的优点的直线电机)驱动。俯仰板可以上下倾斜(俯仰轴)，并且连同上部推车和病床提供将头部和颈部区域中的点准确地定位在等深点处所需的运动。在一些实施例中，使用由旋转电机驱动的导螺杆来使俯仰板上下倾斜。由于导螺杆不可向后驱动并且因此将在意外电力损失期间保持其位置，所以这种构型是有利的。病床可以执行由任何适当电机驱动的弧形左右旋转(侧转轴)运动。在一些实施例中，侧转旋转直接由曲线型直线电机驱动，所述侧转旋转连同上部推车和俯仰板提供将头部和颈部区域中的点准确地定位在等深点处所需的运动。这种构型也是不可向后驱动的。从寻靶的角度看，所描述的患者台构型用于将患者体内的空间点{x,y,z}定位在等深点处(由三个轴提供的三个自由度)。
在一些实施例中，患者台包括每轴一个主编码器和一个冗余编码器。系统计算机与运动控制器之间的链路可以是直接有线连接或以太网。运动控制器与电机驱动器之间的链路可以是直接有线连接或EtherCAT。电机驱动器、电机和编码器通常位于患者台组件中。
另一方面，治疗计划子系统被配置成在世界坐标系中在参考系水平下与患者台子系统相配。治疗递送子系统解释在通过使用患者台来移动患者从而使得解剖靶标区域处于系统的物理等深点处来递送治疗之前发生的患者机构的任何可能变化，并且这种功能在整个治疗期间继续以便补偿成像子系统检测到的任何患者移动。
D.集成控制子系统
在又另一方面，所述系统可以包括运动控制子系统，所述运动控制子系统共同工作以便协调设备位置传感器输入与机械子系统和患者台子系统上的各种电机来移动机械子系统和患者台的各个部件从而确保每个辐射束正确瞄准患者身体内的靶标并且在适当时间瞄准到所述靶标的分配轨迹。这确保了辐射仅去往解剖靶标。这还使得屏蔽患者舱门在必要时关闭并且在必要时打开。这些目标可以通过使机械子系统、LINAC子系统、治疗计划子系统、治疗递送子系统、成像和监测子系统、患者台子系统以及控制和安全子系统交互式地联网来实现。
计算机、传感器和致动器之间的通信可以通过任何适当方式来实现，例如，使用EtherCAT实时网络(例如，Beckhoff、Lenze、Sanyo-Denki、ACS)来监测来自主计算机系统的外围传感器和设备以及控制系统和致动器。
E.LINAC子系统
在仍另一方面，所述系统包括产生治疗射束的LINAC子系统。通常，LINAC子系统附着于第二可移动屏蔽部件(例如，倾斜屏蔽部件)内，从而使得屏蔽部件的移动使LINAC整体绕靶标旋转。所述系统可以被配置用于生成带电粒子治疗射束或光子治疗射束。在一些实施例中，对于1400到1600cGy/min的范围内的剂量率，所述系统使用LINAC来产生具有标称能量1到5MeV(优选地，2到4MeV；更优选地，3MeV)的治疗射束。在一些实施例中，对于从1000到2000cGy/min的范围内的剂量率，所述系统可以被配置用于产生具有在2到3MV的范围内的能量的治疗射束。一方面，治疗射束被准直以便产生适当的治疗射束。在一些实施例中，LINAC子系统被配置用于产生一系列不同的场大小，例如，在4到50mm的范围内的场大小。在所示出的实施例中，LINAC子系统包括八个可用场大小，比如，在例如450mm的源轴距(SAD)下的直径4mm、5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、20mm和25mm。应当认识到的是，LINAC子系统可以被配置用于根据特定治疗或靶标大小的需要提供各种其他直径的准直射束。场大小中的每个场大小可以是圆形且对称的，或者可以是正方形的、矩形的或者所期望的任何其他形状。在一些实施例中，LINAC伴随有整合到控制和安全子系统中的各种安全联锁装置。
LINAC子系统可以包括从多个方向将给定放射治疗递送至靶标所需的任何适当部件。在本文中描述的实施例中，LINAC子系统包括LINAC、机动化辅助准直器、磁控管、固态调制器、枪驱动电源、RF波导、剂量计板、自动频率控制(AFC)板以及LINAC控制板。在一些实施例中，LINAC被配置成使得单光子射束能量处于3MV的范围内。在一些这种实施例中，对于2.5cm圆形场大小，在45cm源面间距(SSD)下，在电离比d200/d100＝0.5的情况下，深度剂量＝40±2％。在其他这种实施例中，深度剂量最大值(D最大)为7+/-1mm。在一些实施例中，在450mm的源轴距(SAD)下，剂量率为1500+/-10％MU/min；在SAD＝450mm下，1MU＝1cGy；在D最大下，场大小为25mm。在一些实施例中，LINAC子系统包括供并入根据本发明的方面的自屏蔽治疗系统中的定制LINAC控制板、自动频率控制板(AFC)、剂量计和剂量计板。
F.成像和监测子系统
为了满足某些放射外科精确度要求，治疗系统可以包括成像和监测子系统，所述成像和监测子系统提供跟踪肿瘤相对于系统等深点的位置的装置。在一些实施例中，为了跟踪目的，自屏蔽密封舱配备有具有X射线供应的kV管连同kV成像检测器。在激活辐射束之前，成像和监测子系统得到患者头部的图像并且验证肿瘤处于适当位置(例如，位于等深点)。如果发生位置差异，则患者台自动移动以便补偿位置差异，从而使解剖靶标进入系统等深点。
在一些实施例中，为了监测患者位置(并且推理地，相对于LINAC的位置)，成像和监测子系统包括固定在第一屏蔽部件中的成像辐射源和附着于第二屏蔽部件内与辐射源相对的辐射检测器。在本文中描述的实施例中，成像辐射源是千伏电压X射线源，并且成像辐射检测器是非晶硅平板检测器，尽管应当认识到的是，在其他实施例中，可以使用任何适当的成像辐射源和检测器。在治疗期间，所述子系统偶尔获得患者解剖结构的图像，确定患者移动(如果有的话)并且指示患者台子系统根据需要调整患者位置以便将肿瘤定位在系统等深点处。
一方面，成像和监测子系统配置有顺序观察跟踪方法。所述系统执行成像，其中，从成像和监测子系统中顺序地获得至少两个图像以便确定靶标的位置。在本文中描述的实施例中，kV管和检测器用于获取现场患者图像。相比而言，常规系统(比如，射波刀(CyberKnife)系统和博医来(Brainlab)系统)使用两组成像设备来进行立体图像跟踪。立体图像跟踪组合来自每个成像系统的跟踪结果以便形成六自由度结果。为了具有针对患者对准和跟踪的快速且准确的解决方案，本文中描述的实施例利用可移动成像子系统来从朝着患者头部的不同角度获得顺序视图。例如，在第一屏蔽部件处于用于获得第一图像的第一位置时，可以使用成像辐射源，并且然后可以旋转第一屏蔽部件以便将成像设备移动到用于从另一个角度获得第二图像的第二位置，第一图像和第二图像用于确定靶标与等深点的对准。所述系统可以用于初始患者对准和递送期间的跟踪两者。虽然本文中描述的实施例包括单个诊断辐射源，但是应当认识到的是，在一些实施例中，可以使用处于第一屏蔽部件上的不同位置处的多个源。
利用顺序观察跟踪方法的示例性成像方法可包括以下步骤：
1)在诊断成像系统的第一位置获得第一图像并将X射线图像与数字重构射线影像(DRR)关联以便得到准确的2D平移(TX1和TY1)。
2)将诊断成像系统移动(通常通过移动系统安装于其上的门架或屏蔽组件)到至少第二位置(可以是单轴运动或两个轴的组合)，并且再次进行关联以便得到第二准确2D平移(TX2和TY2)。
3)基于这两个位置之间的位移矩阵(即，旋转)，组合两个结果(TX1/TY1、TX2/TY2)以便计算深度结果(TZ2)。
4)将深度结果(TZ2)与当前位置结果(TX2/TY2)组合以便形成3D平移结果(TX2/TY2/TZ2)。
5)如果在那两个成像位置之间发生任何台运动，则位移矩阵(在步骤3中)还可以包括台平移。
6)为了得到准确且鲁棒的TZ2结果，可以使用多种方式：
a.最小旋转角度减小噪声。(例如，20度或更大；通常在40与70度之间的角度；优选地，约60度)。
b.可以使用启发式方式来组合多于两个图像。例如，顺序观察结果可以从最后一个图像连同所有历史(前一个、前一个之前的第1个、前一个之前的第2个…)图像中生成。仅使用最后几个来避免潜在患者运动，并且移除任何异常值以便找到平均结果。
c.也可在(3)和(4)之间使用迭代法。
7)除了3D平移结果之外，可以在初始位置接近对准位置之后使用坐标下降或相关优化方式来单独计算3D旋转。
a.搜索旋转X以便找到某个范围(例如，-5到+5)内的最佳匹配，同时固定旋转Y和旋转Z。
b.保持优化的旋转X，然后搜索优化的旋转Y和旋转Z，直到找到新的最佳值。
8)在找到初始旋转之后，可以进行优化，并且可选地，为了患者对准而重复步骤1至4。
G.MV辐射束监测器子系统
另一方面，系统在治疗期间使用MV辐射束监测器子系统来监测MV(治疗)辐射束。目的不是确定患者的位置(正如kV射束一样)，而是验证并量化穿过患者的辐射强度。在已经穿过患者之后被捕获(并且知道LINAC输出了多少辐射)时，可以通过与预期穿过患者身体的辐射量进行比较来将剩余辐射与患者吸收了多少辐射关联。
在一些实施例中，MV辐射束的输出通过使用MV辐射束监测器子系统来测量，所述MV辐射束监测器子系统包括闪烁膜和一个或多个相机，所述一个或多个相机检测来自闪烁膜的光并输出相应信号。然后，通过视频信号处理电子设备处理所产生的数字化信号并且将其馈送到系统计算单元中。然后，系统计算单元可以确定剂量数据、射束轮廓数据和射束定位数据。此实施例的一个潜在优点是由于可以采用高分辨率相机而产生的更高数据空间分辨率。此实施例的第二优点是简单性和成本。
在一些实施例中，MV辐射束监测器子系统包括可移除MV辐射束监测器单元，在每次治疗之前替换所述可移除MV辐射束监测器单元以便确保MV辐射束监测器正确运行并且不在重复使用的情况下退化。在一些实施例中，所述单元包括可移除MV检测器相机和闪烁板。通常，闪烁板由硅树脂(PDMS)基体上的磷光体Gd2O2S:Tb(GOS)形成并且浇注到板中。对于所递送的每个射束，相应图像存储在计算机上。因为CCD相机随着MV辐射退化，所以相机可以一次性使用并且替换；新的工厂校准相机每次确保正确读数。可移除MV辐射束监测器单元包括用于确保始终正确的空间放置的一个或多个耦接和/或对准特征。对准特征可以包括前挡块和前锁定机构，例如，包括磁体、插销、销钉、榫眼或任何适当装置。在一些实施例中，可移除MV辐射束单元附接于其中的屏蔽部件包括波状外形区域，所述波状外形区域促进对单元的期望放置或定向，例如，闪烁板基本上垂直于MV辐射束。波状外形区域被尺寸设定用于接收可移除单元并且可以在其中包括前挡块和前锁定机构以便促进以期望位置、对准和定向牢固附接可移除MV辐射束单元。除了CCD之外，成像设备包括CMOS相机或任何其他数字成像设备。
从预期剂量到测得的剂量的实质偏差将指示异常，并且系统将经由集成控制子系统关闭。此子系统可以包括各种互连线缆和其他辅助设备。所述辅助设备中的一些辅助设备包括相机和用户在治疗期间监测患者并与患者交互的对讲机。所述系统提供对于每个LINAC位置向患者处方的剂量的实时监测。这种监测反馈特征确保根据处方递送治疗计划，并且在一个实施例中，可以使用响应于所吸收的辐射而经历变化并且可以使用新的工厂校准单元来替换的MV成像器从而实施治疗计划。
在一些实施例中，MV辐射束监测器子系统包括可移除的一次性MV检测器连同基于硅二极管的MV检测器。在一些实施例中，一次性MV检测器包括闪烁器和一个或多个光电二极管。这种检测器允许使用各种技术来进行现场辐射强度测量以便量化治疗质量，并且提供关于以下各项的数据：对辐射束的现场定位、在射束路径中没有患者的情况下在射束内的强度分布以及在射束路径中存在患者的情况下的剩余射束。在射束路径中存在或不存在患者的情况下，针对每个位点递送的剂量可以使这种测量来确定以便进行验证。所测得的剩余剂量可以从治疗射束检测器单元确定并且可以在多个点处测得。可以将剩余剂量的通过治疗计划系统确定的理论值与使用这种技术来测得的剩余剂量值进行比较以便验证治疗和/或以便评估治疗递送质量。可以记录验证或质量确定并将其用于调整随后的治疗递送。在一些实施例中，二极管阵列的输出被放大、数字化并馈送至智能控制器，在所述智能控制器处，数据被存储并缩放并且发送至板上系统计算机。具有附加处理的系统计算机可以用于确定剂量递送数据、射束轮廓数据和射束定位数据。以非常小的占空比(例如，500:1占空比)调制提供高能X射线的LINAC。通常，射束仅在小于所述时间的1/300(例如，所述时间的1/500)内接通，在所述时间的剩余时间，射束断开；然而，闪烁器的时间常数可能慢几乎3个数量级。信号获取与辐射脉冲的接通时间同步以便使待读取信号的量最大化。这种技术有助于低电平信号的信噪比。为了表征治疗辐射束质量，可以执行对射束的空间位置和强度测量。这些值可以用于在系统的QA期期间表征射束质量；可以在治疗期间用于提供射束位置和强度分布数据；并且可以与辅助剂量测量一起用于验证所递送的实际剂量是期望的并且用于量化治疗质量。例如，在穿过患者身体之后对射束的剩余剂量测量结果可以用于与所计算的剩余剂量进行比较以便验证治疗质量。通过分析剩余射束强度分布连同CT数据，人们可以能够在治疗期间确定射束相对于肿瘤的位置准确度。
一方面，MV辐射束监测器子系统包括闪烁器，所述闪烁器被定位在高能X射线辐射的入射方向，从而使得辐射激发闪烁器原子，所述闪烁器原子进而提供可见范围内的光子发射。可见光强度与辐射强度成比例。在一些实施例中，使用一系列光电二极管来将可见光转换成电信号作为系统计算机的输入。闪烁器将辐射转换成光电二极管的检测范围内的可见光。光电二极管阵列可以置于紧随闪烁器之后的地方以便使信号电平最大化并改善信噪比。应当使用足以覆盖射束直径的多个二极管以便提供射束强度轮廓测量。存在可以使用的各种不同光电二极管阵列构型。在一些实施例中，光电二极管阵列利用每芯片16个元件二极管以及足够数量的芯片使用最大准直器孔径来覆盖整个射束。然后，来自二极管阵列的电信号被放大且数字化并且馈送到计算机。计算机软件数字地处理所述信号并产生剂量测量结果以便在治疗期间进行验证，以及产生射束强度轮廓和XY位置数据。XY位置数据可以用于验证射束在肿瘤上的位置的准确度并且用于报告可能的错误。
还可以使用其他光检测方法，比如，CMOS或CCD相机。在利用CCD相机的一些实施例中，由于相机有源区域的小大小，这种构型通常使用多个光学部件来将图像投射到相机中。光学器件通常要求将CCD相机置于远离闪烁器某个距离的地方以便留出聚焦空间。CCD相机接收的信号强度被校正为已知辐射强度，由此补偿在闪烁器与CCD之间的插入距离中发生的任何光损失。
II.具体实施方式
图1展示了示例性自屏蔽治疗系统的概览，所述自屏蔽治疗系统包括机械子系统——系统中最大的一个硬件。所述系统包括屏蔽件，所述屏蔽件包括两个可移动屏蔽部件：倾斜屏蔽件101和轴向屏蔽件105——倾斜屏蔽件101在倾斜轴130上旋转并且轴向屏蔽件105在轴向轴135上旋转。在轴向屏蔽件105旋转时，轴向屏蔽件105和倾斜屏蔽件101两者都绕轴135旋转，同时倾斜屏蔽件101可绕横向于轴向轴135的倾斜轴130独立旋转。患者150躺在装置内在患者台(未示出)上，所述患者台基本上沿着轴向轴135与位于轴向轴135与倾斜轴130的交点处的等深点136处的靶标对准。LINAC 110安装在倾斜屏蔽件101的内表面上，所述LINAC产生MV放射治疗射束145，所述MV放射治疗射束穿过患者150并由同样安装在倾斜屏蔽件101的内表面上的MV辐射检测器115接收。KV辐射发射器120安装在轴向屏蔽件105的内表面上，所述KV辐射发射器用于通过使其射束140穿过患者150到达安装在倾斜屏蔽件101的内表面上的kV辐射检测器125来进行实时X射线基于成像的位置感测。应当指出的是，所描绘的屏蔽部件具有实心结构，并且仅为了清晰起见，已经省略了剖面线。
图2A更详细地示出了治疗系统的如从侧面观看的机械子系统。在此实施例中，所述子系统容纳在地板坑中，尽管应当认识到的是，所述子系统还可以搁置在不具有坑的地板表面上(假设具有充足的净空高度。轴向轴211经由轴向轴承组件(因为其被基础环遮盖，所以不可见)转动，所述轴向轴承组件具有通过轴向滑动环212以旋转方式交换的多通道电气和电子供应。轴向屏蔽件205在轴向轴211上绕内部的患者的躯干转动。倾斜轴216在倾斜轴承组件217上转动，所述倾斜轴承组件具有通过倾斜滑动环218以旋转方式交换的多通道电气和电子供应。倾斜屏蔽件204被倾斜支架215覆盖并且连同系统电子设备被所述倾斜支架封闭。当系统采用关闭的屏蔽构型时，壳体265(其在壳体轴承266上旋转)覆盖入口传送门并从患者台基座260上方屏蔽所述入口传送门。传送门是当门275和壳体265采用关闭且屏蔽的构型时到设备内部的封闭患者台的上面2/3的入口通道。
在此实施例中，治疗系统位于大约两英尺深的经形成的混凝土坑255内。所述坑充当所述设备的下部部分的附加辐射屏蔽，并且有利地将病床(此处未示出)置于舒适高度以便使患者就坐于设备中并使患者离开设备到达地板平面。所述坑还减小了装置在房间中所需的天花板高度，并且通过使装置看起来更小来使装置在美学上更具吸引力。坑的未被装置本身占据的部分可由地板251覆盖，所述地板与装置的正常地板平面250接触。整个机械装置主要由牢固的中心基础环257保持在一起，所述基础环与环形基础256锚定到坑255底部的混凝土上，并且使倾斜屏蔽件204和轴向屏蔽件205以及系统的其他大型部件的重量平衡。应当认识到的是，环形基础256可以是基础环257的不可分割部分(如此处示出的)，或者可以是附接于其上的单独部件。坑的更深延伸部254容纳门270的处于其完全打开位置的垂直行进需要。
在此实施例中，所述治疗系统包括接近检测器259，所述接近检测器在每一侧布置在基础附近以便检测人员的接近，从而在人员未经授权进入紧接着围绕区域中时实现辐射和运动的自动关断，从而在治疗期间阻止无意地将辐射或接触暴露于移动系统部件。在一些实施例中，接近检测器具有至少180度(通常高达270度)的检测范围，从而使得治疗系统的每一侧的一个接近传感器有效地覆盖在整个系统周围延伸的区域。可替代地，可以将具有360度范围的单个接近检测器定位在整个系统上方。可以通过分界线来标记接近检测器覆盖的区域。因为存在很小的无意暴露风险(由于如果跨过边界线，系统将关断)，所以这种构型可以允许分界线之外的区域为非受控区域。
图2B示出了如从前面观看的机械子系统的视图。门275垂直地降低到打开位置，由此展现传送门开口271。通过传送门开口271，准直器280和患者台290在内部可见。在此实施例中，通过使用包括门致动器276(例如，液压千斤顶)的门机构并使用由坑基础255的此又更深部分254提供的空间来将门275降低到坑延伸部254中来打开所述门。因为这种构型减小了门的传送门开口和相关联移动机构周围所需的净空，所以这种构型是有利的。应当认识到的是，在各个其他实施例中，门可以从上方降低，并且可以从任何方向平移或旋转到适当位置。
在此实施例中，整个机械上部结构链接在一起并且由基础环257支撑，所述基础环使任一侧的重屏蔽和其他设备的大量负荷基本上平衡。轴向支架258覆盖轴向屏蔽件并且用于以类似于机器的相反侧的倾斜支架(未示出)的方式覆盖基本电子设备。注意，壳体265处于打开位置，在所述打开位置，其已经绕壳体轴承266旋转以便位于患者台290下面的患者台基座之下，从而使患者台290从上方暴露。此位置允许患者台在其完全程度上向外滚动，从而使得能够装载患者或将患者从装置卸载。在装载时，患者台290朝着准直器滚动；壳体265绕壳体轴承266旋转，直到壳体覆盖患者台290；并且门致动器276上的门275上升到关闭且屏蔽的位置中。
图3以简化模型示意性地展示了根据本发明的方面的示例机械子系统的移动轴及其彼此的关系。系统中的轴向轴301控制第一屏蔽部件(例如，轴向屏蔽件)的移动。系统中的倾斜轴305控制第二屏蔽部件(例如，倾斜屏蔽件)的独立移动。已经省略了所述屏蔽部件以便更好地展示通过其对应轴提供的其运动范围。在此实施例中，LINAC 310经由相关联倾斜屏蔽件耦接至倾斜轴301，从而使得LINAC 310能够在潜在治疗区315内照射靶标。如可以看到的，潜在治疗区315关于等深点(未示出)为基本上球形形状。应当指出的是，在此实施例中，倾斜轴305可以独立于轴向轴301移动，而轴向轴301的移动必然导致倾斜轴305绕轴向轴301移动。尽管这种构型为靶标提供了相当大的治疗射束移动范围，但是存在治疗区315的位于轴301远端的LINAC无法到达的一部分。可选地，可以通过使用可以沿着一个或多个轴移动到治疗球体的可接近部分的患者台来有效地减小此部分。以下进一步详细地描述了这种患者台的示例。在一些实施例中，轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件中的每一者都可绕其对应旋转轴旋转360度。在一些实施例中，轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件可连续旋转。然而，应当认识到的是，每个屏蔽部件的这种旋转范围对于维持治疗射束的完全移动范围来说不是必须的，例如，屏蔽部件之一可以仅旋转180度，只要另一个屏蔽部件可旋转360度。
图4示出了根据本发明的方面的示例患者台及其运动轴。在治疗期间，为了进行正确的MV辐射束对准，患者台400支撑患者并对患者进行定位。患者台400具有两个运动y轴431、绕x轴433的俯仰运动以及绕z轴432的侧转运动。下部推车405沿着台基座410的y轴431移动，上部推车412也是。俯仰板415通过沿着z轴432升高或降低病床420的床头端以俯仰方式绕平行于x轴433的俯仰轴旋转。病床420通过移动沿着x轴433向左或向右移动病床床头以侧转方式绕垂直于x轴的侧转轴旋转。病床具有头枕部分425，所述头枕部分包括用于附接放射外科稳定面罩的刻面。可选地，头枕425可以包括附加俯仰接头，所述附加俯仰接头可以自动移动以便移动靶标从而增大治疗球体的可接近部分。通常，附加俯仰接头被配置用于允许头枕425在30度倾斜与下降之间进行俯仰运动以便进一步减小治疗球体的可接近部分。以下进一步详细地描述并且在图5中描绘了每个台部件的相关联移动。
图5示出了图4的具有相关联运动轴的示例患者台连同那些轴的简化模型。台基座505支撑台的x轴平移移动。下部推车510以第一x轴平移运动方式滚动。上部推车515在下部推车510上滚动以便进行第二x轴平移运动。俯仰板(俯仰旋转)520以俯仰运动的方式移动，所述俯仰板附着在容纳患者的臀部的部分处，并且在容纳患者的头部的端部处以俯仰方式自由移动。病床525还以侧转方式旋转。头枕526沿着俯仰轴进行俯仰运动。患者台的可移动部件的这种构型促进将患者定位通过入口传送门以及将患者体内(例如，患者的头部)的靶标定位在可移动屏蔽件内的治疗空间内。虽然此处描绘了台部件和相关联接头的特定构型，但是应当认识到的是，根据本发明，可以利用替代性接头构型来提供相同或相似的移动范围。
图6展示了根据本发明的方面的监测和控制治疗系统的所有硬件和软件系统的示例主集成控制系统。患者台600用于对患者进行定位并将患者的头部固定在正确位置，从而使得肿瘤是等中心的并且联网至控制和安全子系统620。成像和监测子系统605获得诊断图像(例如，获得kV X射线图像以便进行患者对准和跟踪)并且执行对治疗辐射束的监测和/或验证(例如，测量离开患者的MV辐射)。此子系统还可以提供与患者的视频和音频通信。子系统605可以联网至控制和安全子系统620。机械子系统610提供辐射屏蔽并控制LINAC的移动和位置，并且可以联网至控制和安全子系统620。LINAC子系统615产生MV辐射束并将其递送至患者(其中，在双电离室中提供内部输出测量)并且可以联网至控制和安全子系统620。控制面板625提供针对LINAC接通/断开功能的手动控制、用于患者通信的扬声器和麦克风以及其他功能的，并且可以联网至控制和安全子系统620。操作员PC 630运行治疗递送子系统，并且可以联网至控制和安全子系统620。控制PC 635控制系统硬件，并且联网至控制和安全子系统620。计划和数据库PC 640运行治疗计划子系统和相关联数据库，并且可以联网至控制和安全子系统620。挂件PC 645运行挂件应用，并且联网至控制和安全子系统620。应当认识到的是，以上系统可以通过硬接线连接或通过无线网络联网至控制和安全子系统。
图7是示意图，展示了使辐射屏蔽件的轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件的重量分布平衡。轴向屏蔽件702绕轴a2旋转并且与倾斜屏蔽件701可移动地对接，从而使得轴向屏蔽件701的旋转也使倾斜屏蔽件绕轴a2旋转。在给定轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件的不同几何结构和质量分布的情况下，辐射屏蔽件的旋转将通常需要相对大的超大电机以便在屏蔽件的单次旋转期间容纳反作用力的实质变化。为了避免这些变化，可以将一个或多个配重件安装在对应屏蔽部件上以便关于每个部件绕其旋转的轴而更均匀地分配重量。在此实施例中，使倾斜屏蔽部件在倾斜屏蔽部件绕其旋转的倾斜轴周围平衡，并且使轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件组件在所述组件绕其旋转的轴向轴周围平衡。进而，可以使轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件关于共同支撑件(在辐射屏蔽组件周围延伸且包括下部基础部分705的基础环704)平衡。图7示出了在倾斜轴周围平衡的倾斜屏蔽件701的质量m1的重心CG1，所述倾斜轴与轴向轴a1偏离距离d1。轴向屏蔽件702的质量m2的重心CG2与轴向轴a2偏离距离d2。因此，根据等式：m3d3-m2d2＝m1d1，为了使屏蔽组件关于轴向轴a2平衡，将m3的配重件703安装到轴向屏蔽件702上在离轴向轴d3的距离处。虽然在此示例中仅示出了一个配重件，但是应当认识到的是，根据需要，这种平衡可以包括安装在各种屏蔽部件上的附加配重件。使屏蔽部件和屏蔽组件关于其对应旋转轴平衡的这种方式减小了旋转如本文中所描述的屏蔽部件所需的电机需求，从而减小设备的整体大小和占位面积以及减小机械驱动系统的成本和复杂性。
如所示出的，轴向屏蔽件和倾斜屏蔽件关于共同支撑环彼此平衡。通常，中心基础支撑环基本上垂直地布置于质心之间，尽管在一些实施例中，中心基础支撑环可以与中心重合或延伸到某个距离以外。一方面，轴向屏蔽件与倾斜屏蔽件之间的成角度的界面(例如，45度)允许质心彼此相对靠近，这允许将旋转通过一个或多个直线电机驱动的屏蔽组件的回转驱动环中心地定位在支撑环704上。
图8展示了包括MV治疗辐射监测或验证子系统的实施例，其中，已经穿过患者身体到达闪烁器的MV治疗辐射由光电二极管阵列捕获，所产生的信号在系统计算机中予以处理和记录。在此实施例中，LINAC 805发射MV治疗辐射束815，所述治疗辐射束穿过准直器810并且然后穿过患者820的目标部分。然后，剩余辐射束撞击闪烁器825，所述闪烁器发出与辐射束815的强度成比例的强度的可见光。闪烁器825的辉光由光电二极管阵列830转换成来自那些组成发光二极管的电子信号831。所述信号全体地或以分离的形式穿过放大器835、模数转换器840并且然后到达信号处理计算机845。然后，所产生的经处理信号发送至系统计算单元850。在疗程期间，连续地发生此过程，由此验证在所述疗程内接收到的总辐射量。在一些实施例中，束阑(未示出)直接置于MV辐射束路径中在紧接着闪烁板或二极管之后的位置处。
图9展示了具有用于通过使用CCD相机来捕获来自闪烁板的荧光来验证已经穿过患者身体的辐射量的替代性装置的另一个实施例。在此实施例中，LINAC 905输出MV治疗辐射束915，所述治疗辐射束穿过旋转准直器910并且到达患者920的头部的目标区域。在穿过患者920之后，MV辐射束915撞击闪烁器930。响应于被MV辐射915撞击，闪烁器930产生与辐射束的强度成比例的可见荧光925。荧光925由CCD相机935捕获，所述CCD相机输出具有图像信息的信号。然后，图像信息实时地传递到视频数据获取电子设备940、视频信号处理电子设备945并且最终传递到系统计算单元950，所述系统计算单元记录并证实患者已经接收的放射治疗量。因为CCD相机935捕获的荧光反映已经穿过患者身体的辐射，所以相比在使射束穿过患者920之前进行辐射强度测量的系统中，系统计算单元950可以接收对由患者接收的辐射的更准确评估。应当认识到的是，这种方式可以用于代替在使射束穿过患者身体之前执行的强度测量或用作其补充。在各个实施例中，连续地发生此过程，由此验证在所述疗程内接收到的总辐射量。在一些实施例中，束阑931(其通常是一个厚屏蔽块)直接置于MV辐射束路径中在紧接着闪烁板或二极管之后的位置处。束阑931确保所述位置中的高强度辐射不传输到屏蔽装置外部。
图10展示了供与根据本发明的方面的治疗系统一起使用的可移除且可替换闪烁器/相机组合。优选地，这是一个可消耗的硬件，其包含在每次患者使用之间移除并替换的闪烁板和CCD相机，从而确保每次都使用最新校准的CCD相机来将最准确的可能读数递送至治疗验证系统和相关联数据库记录。可移除外壳1020具有附着的闪烁板1010和附着的CCD相机1015，并且由此可以作为一个单元移除并替换。由于辐射随着时间使CCD相机退化，所以可以通过在放射外科治疗之间替换所述单元来实现更准确的MV检测。外壳1020可以通过一个或多个可移除耦接特征可靠地附着到安装基座1035上。在一些实施例中，所述一个或多个耦接特征被配置用于确保将所述单元正确地对准和/或定向在屏蔽件的内部，以便提供对治疗射束的一致可靠监测和验证。所述一个或多个耦接特征可以包括任何适当的耦接装置，所述耦接装置可以包括：销钉和榫眼、插销、以及如图10中示出的吸引到精确放置的黑色金属板1025上的磁体1030。安装基座1035可以附着到机械子系统的屏蔽壁1040上在MV辐射束的路径内。由CCD相机1015捕获的可见荧光与高能(MV)x射线射束强度成比例。由于新的工厂校准CCD相机处于每个可移除外壳1020中并且与每个患者一起使用，所以维持了最高治疗验证标准。
III.成像和跟踪方法
图11展示了示例性跟踪方法框架。在一些实施例中，跟踪方法包括并行地对kV和DRR图像进行增强1105。增强可以包括使用噪声滤波器、对比度和亮度等。接下来，对图像的金字塔式重采样1110可以用于通过允许系统对较低分辨率图像进行工作以便移除噪声和局部极小值来实现过程的效率，但是可以在最后步骤中返回到全分辨率。接下来，所述方法可以变换图像1115，这可以包括旋转、平移和缩放。然后，可以在规则网格上将图像分割成多个区域1120。分割成区域用于排除图像的不想要部分，比如，颅骨(例如，颌骨)的可能减小整体模式匹配中的精确度的移动部分。接下来，所述方法可以进行相似性测量和搜索评估1125。相似性可以使用梯度差来评估并且可以进一步利用梯度下降或坐标下降优化方法连同相似性曲线拟合。最后，所述方法可以包括可以基于收敛的验证1130。
图12是用于优化跟踪的过程示意图。在步骤1205中，从成像和监测子系统中获取kV图像。在获取到原始图像之后，可以执行偏移和增益校正以便得到均匀强度并移除检测器伪像(比如，坏像素)。在步骤1中，基于系统几何结构和靶标位置生成实时数字重构射线影像(DRR)。在生成2D DRR图像之后，可以使用某些图像增强步骤(比如，对比度增强)来强调某些特征。此步骤可能需要大量计算，并且可以通过GPU加速。在步骤1215中，将图像增强方式用于平面内变换估计。平面内变换包括两次平面内平移和一次平面内旋转。在步骤1220中，算法使用坐标下降法来找到平面内参数的最优解。例如，算法可以首先找到平面内旋转(RZ)，然后找到TX和TY，或者首先找到TY并且然后找到TX。找到最终优化变换，包括RZ、TX和TY。在步骤1225中，在平面外变换估计之前使用图像增强方式。平面外变换包括两次平面外旋转和一次平面外平移。由于深度特征的弱信号，平面外增强可能不同于如在步骤1215中描述的平面内增强。在步骤1230中，算法使用坐标下降法来找到平面外旋转RX和RY。或者首先搜索RX或者首先所述RY。在步骤1240中，算法的最后一个步骤是优化平面外平移(例如，深度)。
图13示根据顺序观察方法示意性地展示了移动机械子系统以便获得经标识靶标的kV图像。在从入口进行的轴向旋转的此概念视图中，轴向旋转路径1305由圆圈表示。靶标处于所述圆圈1305的通过轴向屏蔽件的旋转移动限定的中心中。在步骤1310中，从位置A获得第一kV图像，其中，kV X射线管位于顶部并且kV检测器位于底部。在步骤1315中，轴向屏蔽件旋转到位置B，其中，kV X射线管位于右方并且kV检测器位于左方。在步骤1320中，顺序观察算法使用从位置A和B获取的kV图像来计算靶标偏移。然后，移动患者台以便补偿所述偏移。在步骤1325中，在位置C(与位置B相同，除了患者台已经移动之外)处获得另一个kV图像。在步骤1326中，轴向屏蔽件被旋转回到位置D(与位置A相同，除了患者台已经移动之外)。在步骤1330中，在位置D处获得另一个kV图像。在步骤1335中，顺序观察算法使用从位置C和D获取的kV图像来计算靶标偏移。移动患者台以便补偿所述偏移。在步骤1340中，如果从步骤1335计算的最后一个计算偏移小于预定义阈值(例如，0.5mm)，则由于靶标对准于等深点处，所以初始算法完成；否则，跟踪方法可以从步骤1310开始重复步骤，直到靶标被对准。
图14示意性地展示了根据一些实施例的采用连续观察成像来在第一和第二位置处进行成像。在位置1中，诊断辐射束发射器1420将诊断成像射束1440引导穿过靶标，同时诊断射束检测器单元1425测量穿过靶标的剩余射束。在位置2中，诊断辐射束发射器1420和检测器单元1425已经绕延伸穿过等深点到达位置2的轴旋转，在所述位置处，获得第二图像。通常，第二位置与第一位置成至少20度。如之前描述的，第一和第二图像可以用于确定诊断结果以便促进治疗递送。
虽然已经详细地、通过示例的方式并且为了理解的清晰性描述了示例性实施例，但是本领域的技术人员将认识到可以采用各种修改、改编和变化。因此，本发明的范围应当仅受所附权利要求书的限制。
在前述说明书中，本发明参照其具体实施例进行描述，但是本领域的技术人员应认识到本发明并不限于此。上述发明的各种特征、实施例和方面可以单独使用或者共同使用。进一步地，在不脱离本说明书的更广泛的精神和范围的情况下，可以在超出本文中所描述的环境和应用的任何数量的环境和应用中利用本发明。因此，本说明书和附图应被视为说明性的而不是限制性的。将认识到，如本文中使用的术语“包括(comprising)”、“包括(including)”以及“具有”具体旨在被理解为本领域的开放性术语。

Claims (23)

1.一种可移除治疗辐射束检测器单元，包括：
闪烁检测器；
一个或多个光电传感器，所述一个或多个光电传感器相对于所述闪烁检测器以固定的位置和对准被配置和安排以便测量从所述闪烁检测器发射的光；
连接器，所述连接器耦接至所述一个或多个光电传感器以便促进对所述一个或多个光电传感器的外部控制以及将来自所述光电传感器的输出传输至外部控制设备；以及
一个或多个可释放耦接特征，所述一个或多个可释放耦接特征用于促进将所述单元牢固安装在放射治疗系统内以便促进使用所述单元来监测或验证治疗辐射束，其中所述一个或多个可释放耦接特征被配置成易于释放，以便促进在每次治疗之前移除和替换所述可移除治疗辐射束检测器单元；
其中，所述可移除治疗辐射束检测器单元被配置成一次性使用并且在每次治疗之前被新的预校准的可移除治疗辐射束检测器单元所替换。
2.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中，所述闪烁检测器是闪烁膜，并且所述一个或多个光电传感器包括一个或多个数字成像检测器。
3.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中，所述闪烁检测器是闪烁膜，并且所述一个或多个光电传感器包括一个或多个光电二极管。
4.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中，所述一个或多个可释放耦接特征包括以下各项中的一项或多项：磁体、插销、销钉、榫眼、卡扣、钩、环、槽、扣钩。
5.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中，所述一个或多个可释放耦接特征被配置用于以特定对准和/或定向将所述单元可释放地固定在所述放射治疗系统内，从而使得所述治疗辐射束入射到所述闪烁检测器的辐射接收表面上。
6.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述闪烁检测器包括闪烁板。
7.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，进一步包括：
外壳，所述闪烁检测器和所述一个或多个光电传感器附着到所述外壳，并且所述外壳在其上具有所述一个或多个可释放耦接特征以使得所述外壳可以作为单元来安装和移除。
8.如权利要求7所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述外壳被成形为对应于底座的波状外形区域以在所述放射治疗系统内以特定对准和/或定向接收所述外壳。
9.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述一个或多个可释放耦接特征被配置成在所述放射治疗系统内可靠地固定到安装基座。
10.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述一个或多个可释放耦接特征包括多个磁体或黑色金属板，其经定位成用于在所述放射治疗系统内与底座的对应的磁体或黑色金属板磁性耦接。
11.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，进一步包括：
安装基座，所述安装基座被配置用于与所述检测器单元的所述一个或多个可释放耦接特征耦接，其中所述安装基座被配置用于附着在所述放射治疗系统内。
12.如权利要求11所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述安装基座被成形为接收所述检测器单元的外壳，或为波状外形以接收所述检测器单元的外壳。
13.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述一个或多个光电传感器被定位在所述检测器单元内与所述闪烁检测器相邻，以使得由所述一个或多个光电传感器捕获的荧光与所述放射治疗系统的治疗射束的强度成比例，其中所述检测器单元被安装在所述放射治疗系统内。
14.如权利要求1所述的可移除治疗辐射束检测器单元，进一步包括：
放大器，其从所述一个或多个光电传感器接收信号。
15.如权利要求14所述的可移除治疗辐射束检测器单元，进一步包括：
模数转换器，其从所述放大器接收所述信号。
16.一种放射治疗系统，包括：
辐射治疗源，被配置成发射辐射治疗射束；
控制单元，用于定位所述辐射治疗源；
如权利要求1中所述的可移除治疗辐射束检测器单元，其中所述检测器单元与所述控制单元通信地耦接，所述控制单元用于所述放射治疗系统的基于成像的监测、验证和/或定位。
17.如权利要求16所述的放射治疗系统，其中所述控制单元被配置成：
存储所述检测器单元的校正数据；
存储治疗计划；
从所述检测器单元的输出和所述校正数据计算辐射测量；以及
使用所存储的治疗计划和所计算的辐射测量递送所述治疗计划。
18.如权利要求17所述的放射治疗系统，其中所述检测器单元经工厂校准或者在所述放射治疗系统内被校正为已知辐射强度。
19.一种治疗辐射束检测器单元，包括：
辐射测量装置，用于测量治疗射束的辐射；以及
可移除耦接装置，用于将所述辐射测量装置固定在放射治疗系统内以促进所述治疗射束的监测和/或验证，其中所述可移除耦接装置被配置成易于释放，以便促进在每次治疗之前移除和替换所述治疗辐射束检测器单元；
其中，所述治疗辐射束检测器单元被配置成一次性使用并且在每次治疗之前被新的预校准的治疗辐射束检测器单元所替换。
20.一种治疗辐射治疗系统，包括：
辐射装置，用于发射治疗射束；
控制装置，用于控制所述治疗射束的轨迹；以及
如权利要求19所述的治疗辐射束检测器单元，被放置成沿着所述治疗射束的轨迹。
21.如权利要求20所述的治疗辐射治疗系统，进一步包括：
用于存储所述辐射测量装置的校正数据的装置；
用于存储治疗计划的装置；
用于从所述辐射测量装置的输出和所述校正数据计算辐射测量的装置；以及
用于使用所存储的治疗计划和所计算的辐射测量递送所述治疗计划的装置。
22.如权利要求21所述的治疗辐射治疗系统，进一步包括：
用于从所述辐射测量装置向所述控制装置提供实时反馈的装置。
23.如权利要求22所述的治疗辐射治疗系统，其中所述系统被配置成使得所述反馈包括：
响应于确定与预期剂量的实质偏差而关闭治疗；和/或
基于来自所述治疗辐射束检测器单元的输出调整随后的治疗递送。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11844637B2 (en) 2017-09-06 2023-12-19 Zap Surgical Systems, Inc. Therapeutic radiation beam detector for radiation treatment systems

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11058892B2 (en) 2017-05-05 2021-07-13 Zap Surgical Systems, Inc. Revolving radiation collimator
US11033759B2 (en) * 2017-09-15 2021-06-15 Shenzhen Our New Medical Technologies Development Co., Ltd. Radiotherapy device and system
US10828513B2 (en) 2018-08-06 2020-11-10 Integrated Sensors, Llc Ionizing-radiation beam monitoring system
US11027152B1 (en) 2018-08-06 2021-06-08 Integrated Sensors, Llc Ionizing-radiation beam monitoring system
US10525285B1 (en) * 2018-08-06 2020-01-07 Integrated Sensors, Llc Ionizing-radiation beam monitoring system
CN113194835A (zh) * 2018-08-24 2021-07-30 医用射束实验室有限责任公司 束传递平台和定位系统
CN109100770B (zh) * 2018-10-11 2020-05-26 武汉大学 一种基于荧光薄膜和光纤探针的放射治疗剂量测量系统
US11684446B2 (en) 2019-02-27 2023-06-27 Zap Surgical Systems, Inc. Device for radiosurgical treatment of uterine fibroids
WO2021061666A1 (en) * 2019-09-25 2021-04-01 Reflexion Medical, Inc. Flash dose radiotherapy systems and methods
CN112999527A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 医科达（北京）医疗器械有限公司 用于放射治疗设备的射束阻挡器
US11547323B2 (en) * 2020-02-14 2023-01-10 Siemens Healthcare Gmbh Patient model estimation from camera stream in medicine
WO2021217317A1 (zh) 2020-04-26 2021-11-04 西安大医集团股份有限公司 屏蔽装置
JP2024506842A (ja) * 2021-02-01 2024-02-15 ザップ サージカル システムズ， インコーポレイテッド 逆方向計画立案装置および放射線治療のための方法
US11318329B1 (en) * 2021-07-19 2022-05-03 Accuray Incorporated Imaging and treatment beam energy modulation utilizing an energy adjuster
US11540789B1 (en) 2022-04-22 2023-01-03 Izotropic Corporation Self-shielded x-ray computed tomography system

Family Cites Families (164)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2595260A (en) 1949-02-05 1952-05-06 F R Machine Works Multiplane X-ray apparatus
DE1033844B (de) 1951-09-04 1958-07-10 Ialicenciaia Talalmanyokat Ert Roentgenapparat fuer Bewegungsbestrahlung
US2781454A (en) 1952-12-04 1957-02-12 Ca Atomic Energy Ltd Rotational therapy unit
US2818510A (en) 1953-07-23 1957-12-31 Philips Corp Diagnostic x-ray device
US3082322A (en) 1958-11-28 1963-03-19 Westinghouse Electric Corp Therapy unit
US3349242A (en) 1964-08-07 1967-10-24 Carl B Braestrup Apparatus for radiation therapy of diseased tissues with minimum exposure to healthy tissues
DE1516422A1 (de) 1965-03-27 1969-08-07 Setaelae Kai Martin Edvard Einrichtung zur Strahlenbehandlung einschliesslich der Ausfuehrung der damit zusammenhaengenden Messungen
US3488495A (en) 1965-10-20 1970-01-06 Justin G Schneeman Radiation protective enclosure having a door which pivots into the enclosure
US3281598A (en) 1965-11-19 1966-10-25 Picker X Ray Corp Waite Mfg Overhead support for a vertically and rotatably movable x-ray tube support arm and cooperating tiltable x-ray table
FR1454127A (fr) 1966-02-04 1966-07-22 Artashes Ervandovich Atovmian Appareil pour la thérapie par irradiation à distance
US3588499A (en) 1967-06-15 1971-06-28 Ca Atomic Energy Ltd Radiation therapy machine with a rotatable hypesbaric chamber having a radiation source mounted therein
FR2054492B1 (zh) 1969-07-16 1974-06-14 Radiologie Cie Gle
US3617749A (en) 1970-01-12 1971-11-02 Philips Corp Column support for x-ray apparatus
DE2134122C3 (de) 1971-07-08 1984-05-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Röntgengerät für Schädeluntersuchungen
SE361948B (zh) 1971-11-23 1973-11-19 G Larsson
US3833813A (en) 1972-09-25 1974-09-03 Philips Corp Device for examining a patient, in particular by means of x-rays
JPS5222553B2 (zh) 1973-02-20 1977-06-17
US3892967A (en) 1973-12-10 1975-07-01 Measurex Corp Apparatus for radiological examination of a subject through a solid angle
US4177382A (en) 1976-04-28 1979-12-04 E M I Limited Radiography
GB1584953A (en) 1976-07-28 1981-02-18 Emi Ltd Radiography
US4209706A (en) 1976-11-26 1980-06-24 Varian Associates, Inc. Fluoroscopic apparatus mounting fixture
US4266135A (en) 1977-07-01 1981-05-05 Ohio Nuclear, Inc. Method of determining collimator aperture efficiency and apparatus with an efficient collimator aperture size
US4288700A (en) 1979-10-22 1981-09-08 General Electric Company Cable handling device for diagnostic x-ray apparatus
US4338521A (en) * 1980-05-09 1982-07-06 General Electric Company Modular radiation detector array and module
US4363128A (en) 1980-09-29 1982-12-07 John K. Grady X-Ray drive apparatus
US4339825A (en) 1980-10-31 1982-07-13 General Electric Company Bi-plane angiographic apparatus
US4358856A (en) 1980-10-31 1982-11-09 General Electric Company Multiaxial x-ray apparatus
NL8102286A (nl) 1981-05-11 1981-07-01 Philips Nv Medisch apparaat.
DE3321057A1 (de) 1983-06-09 1984-12-13 Philipp 8500 Nürnberg Röder Geraet zur untersuchung oder behandlung eines patienten mittels durchdringender strahlung
US4541108A (en) 1984-01-30 1985-09-10 John K. Grady X-Ray apparatus with tilting table
US4649560A (en) 1984-01-30 1987-03-10 John K. Grady Digital X-ray stand
US4560882A (en) * 1984-08-31 1985-12-24 Regents Of The University Of California High-efficiency X-radiation converters
US4653083A (en) 1985-03-11 1987-03-24 John K. Grady Spherical X-ray angulation and patient tilting system
US5048071A (en) 1985-11-13 1991-09-10 John K. Grady X-ray patient examination table support system with rotating and tilting means
GB2195295A (en) 1986-09-19 1988-04-07 Wellmen Ind Co Ltd A combined envelope opener and pencil sharpener unit
US4827491A (en) 1986-10-30 1989-05-02 New York University Radiosurgical collimator knife
US4741015A (en) 1986-12-05 1988-04-26 B. C. Medical Compagnie Limitee Universal X-ray unit
US4756016A (en) 1987-03-06 1988-07-05 John K. Grady Asymmetric X-ray stand
FR2621239A1 (fr) 1987-10-06 1989-04-07 Philips Massiot Mat Medic Dispositif radiologique de type basculant
NL8800614A (nl) 1988-03-14 1989-10-02 Philips Nv Roentgenonderzoek apparaat met drie rotatie assen.
FR2632177A1 (fr) 1988-06-03 1989-12-08 Gen Electric Cgr Statif de radiologie isocentrique a quatre axes de rotation
US4998268A (en) 1989-02-09 1991-03-05 James Winter Apparatus and method for therapeutically irradiating a chosen area using a diagnostic computer tomography scanner
NL8900575A (nl) 1989-03-09 1990-10-01 Philips Nv Roentgenonderzoek apparaat.
US4987585A (en) 1989-04-04 1991-01-22 General Electric Company X-ray positioner for multi-axis profiling
US4977585A (en) 1989-04-05 1990-12-11 Imatron, Inc. Self shielded computerized tomographic scanner
JPH0683708B2 (ja) 1989-11-17 1994-10-26 株式会社東芝 Ｘ線撮影装置
NL8902885A (nl) 1989-11-22 1991-06-17 Philips Nv Roentgenonderzoekapparaat.
JPH03176033A (ja) 1989-12-06 1991-07-31 Toshiba Corp Ｘ線撮影装置
US5048069A (en) 1990-03-14 1991-09-10 Fischer Imaging Corporation Dual-slide support mechanism for X-ray system components
US5054041A (en) 1990-03-19 1991-10-01 General Electric Company High precision x-ray collimator
US5052036A (en) 1990-04-02 1991-09-24 Grady John K X-ray stand with laterally inclined rotation axis
US5086447A (en) 1990-06-04 1992-02-04 Siczek Aldona A Overhead X-ray apparatus for imaging in bi-plane configuration
US5155757A (en) 1990-06-20 1992-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray diagnosing apparatus
EP0489151B1 (en) 1990-06-22 1997-05-14 Integrated Diagnostic Measurement Corporation A mobile, multi-mode apparatus and method for nondestructively inspecting components of an operating system
US5207223A (en) 1990-10-19 1993-05-04 Accuray, Inc. Apparatus for and method of performing stereotaxic surgery
JP2003024459A (ja) 1992-08-31 2003-01-28 Mitsubishi Electric Corp 放射線治療装置
US5380336A (en) 1993-04-16 1995-01-10 John Misko Method and apparatus for stereotactic radiosurgery and fractionated radiation therapy
FR2705223A1 (fr) 1993-05-13 1994-11-25 Ge Medical Syst Sa Procédé d'acquisition d'images d'un corps par placement en rotation.
US5379333A (en) 1993-11-19 1995-01-03 General Electric Company Variable dose application by modulation of x-ray tube current during CT scanning
US6217214B1 (en) 1993-11-22 2001-04-17 Hologic, Inc. X-ray bone densitometry apparatus
JP2885304B2 (ja) 1993-12-14 1999-04-19 三菱電機株式会社 放射線治療装置
JP3079346B2 (ja) 1994-03-18 2000-08-21 住友重機械工業株式会社 ３次元粒子線照射装置
JPH07265445A (ja) 1994-03-31 1995-10-17 Mitsubishi Electric Corp 放射線治療装置
US5537452A (en) 1994-05-10 1996-07-16 Shepherd; Joseph S. Radiation therapy and radiation surgery treatment system and methods of use of same
JP3246192B2 (ja) 1994-06-30 2002-01-15 三菱電機株式会社 放射線照射装置
SE9403497A0 (sv) 1994-10-13 1996-04-14 Swemac Medical Appliances Ab Anordning för att visa röntgenbilder
GB9520564D0 (en) 1995-10-07 1995-12-13 Philips Electronics Nv Apparatus for treating a patient
US6155713A (en) 1997-06-19 2000-12-05 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray diagnostic apparatus having an X-ray generating portion and an X-ray detecting portion independent of each other
DE19728788A1 (de) * 1997-07-05 1999-01-07 Nis Peter Boysen Verfahren zur Patienten-Positionierung relativ zum Behandlungsgerät
US5945684A (en) 1997-09-05 1999-08-31 Medical University Of South Carolina Foundation Of Research Development Computer controlled collimator changer
US6198957B1 (en) 1997-12-19 2001-03-06 Varian, Inc. Radiotherapy machine including magnetic resonance imaging system
SE9802826D0 (sv) 1998-08-25 1998-08-25 Siemens Elema Ab Röntgenundersökningsstativ
JP2000271109A (ja) 1999-03-26 2000-10-03 Hitachi Medical Corp 医用ｘ線装置
JP2000271110A (ja) 1999-03-26 2000-10-03 Hitachi Medical Corp 医用ｘ線装置
SE9902163D0 (sv) 1999-06-09 1999-06-09 Scanditronix Medical Ab Stable rotable radiation gantry
EP1075855A1 (fr) 1999-08-11 2001-02-14 Jean Valentin Dispositif de radiothérapie stéréotaxique
JP2001137372A (ja) 1999-11-10 2001-05-22 Mitsubishi Electric Corp 放射線照射装置の照射室内設置方法及び照射室
US6325538B1 (en) 2000-03-17 2001-12-04 Christian M. Heesch Radiation field isolator apparatus
DE10136756C2 (de) 2001-07-27 2003-07-31 Siemens Ag Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem flexiblen Festkörper-Röntgendetektor
EP2039393B1 (en) 2001-08-24 2012-08-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Radiation treatment apparatus
EP1419800B1 (en) 2001-08-24 2008-01-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Radiotherapy device
US6888919B2 (en) 2001-11-02 2005-05-03 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy apparatus equipped with an articulable gantry for positioning an imaging unit
US6810107B2 (en) 2001-11-02 2004-10-26 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for measuring beam quality and dosimetry using electronic portal imaging
JP2003205042A (ja) 2002-01-16 2003-07-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射線治療装置及びその制御方法
EP1480716A4 (en) 2002-03-06 2006-02-08 Tomotherapy Inc METHOD FOR MODIFYING RADIOTHERAPIC TREATMENT ADMINISTRATION
EP1482837B1 (en) 2002-03-13 2005-09-14 Breakaway Imaging, Llc Systems and methods for quasi-simultaneous multi-planar x-ray imaging
CN2533895Y (zh) 2002-04-03 2003-02-05 华中科技大学 放射线屏蔽门
US6789941B1 (en) 2002-05-24 2004-09-14 Grady John K Dual C-arm angiographic device for flat panel receptor
AU2003237995A1 (en) 2002-06-10 2003-12-22 American Science And Engineering, Inc. Scanner for x-ray inspection comprising a chopper wheel with differently sized apertures
SE522710C2 (sv) 2002-07-05 2004-03-02 Elekta Ab Strålterapiapparat med flera uppsättningar hål i kollimatorringen där förskjutbara plattor bestämmer vilka håluppsättningar som strålkällorna ska använda, samt metod att variera strålfältet
CN1481756A (zh) 2002-08-14 2004-03-17 ��ʽ���綫֥ 集中照射型放疗设备
US7338207B2 (en) 2002-08-21 2008-03-04 Medtronic Navigation, Inc. Gantry positioning apparatus for X-ray imaging
JP3746747B2 (ja) 2002-09-11 2006-02-15 三菱重工業株式会社 放射線治療装置
US20040149924A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-05 Russell Kevin J. Method, apparatus and device for real-time characterization of a radiation beam
US7291841B2 (en) * 2003-06-16 2007-11-06 Robert Sigurd Nelson Device and system for enhanced SPECT, PET, and Compton scatter imaging in nuclear medicine
US7756567B2 (en) 2003-08-29 2010-07-13 Accuray Incorporated Image guided radiosurgery method and apparatus using registration of 2D radiographic images with digitally reconstructed radiographs of 3D scan data
US7649981B2 (en) 2003-10-15 2010-01-19 Varian Medical Systems, Inc. Multi-energy x-ray source
US7295648B2 (en) 2003-10-23 2007-11-13 Elektra Ab (Publ) Method and apparatus for treatment by ionizing radiation
CN1946339A (zh) 2004-02-20 2007-04-11 佛罗里达大学研究基金会公司 用于提供适形放射治疗同时对软组织进行成像的系统
US20050236588A1 (en) 2004-04-21 2005-10-27 Moshe Ein-Gal Radiation shield capsule
US7302038B2 (en) 2004-09-24 2007-11-27 Wisconsin Alumni Research Foundation Correction of patient rotation errors in radiotherapy using couch translation
CN1785454A (zh) * 2004-12-09 2006-06-14 深圳市益普生医疗设备发展有限公司 一种γ射线放射治疗系统
US7193227B2 (en) 2005-01-24 2007-03-20 Hitachi, Ltd. Ion beam therapy system and its couch positioning method
US7239684B2 (en) 2005-02-28 2007-07-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Radiotherapy apparatus monitoring therapeutic field in real-time during treatment
CN2772541Y (zh) * 2005-03-03 2006-04-19 卢艳 一种伽玛射线放射治疗装置
US20060245548A1 (en) 2005-04-22 2006-11-02 Joseph Callerame X-ray backscatter inspection with coincident optical beam
US20070003010A1 (en) 2005-04-29 2007-01-04 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Radiation systems with imaging capability
US7713205B2 (en) 2005-06-29 2010-05-11 Accuray Incorporated Dynamic tracking of soft tissue targets with ultrasound images, without using fiducial markers
US7567694B2 (en) 2005-07-22 2009-07-28 Tomotherapy Incorporated Method of placing constraints on a deformation map and system for implementing same
DE102006033501A1 (de) 2005-08-05 2007-02-15 Siemens Ag Gantry-System für eine Partikeltherapieanlage
CN1919372B (zh) 2005-08-25 2011-10-19 深圳市海博科技有限公司 放射治疗装置
JP4871577B2 (ja) 2005-11-30 2012-02-08 株式会社リコー 光走査装置および画像形成装置
US7636981B2 (en) 2005-10-12 2009-12-29 Concord Tool & Manufacturing, Inc. Windshield wiper arm with hemmed distal end
US7526066B2 (en) 2006-03-07 2009-04-28 Orbital Therapy, Llc Radiation therapy system for treating breasts and extremities
CN101069644B (zh) * 2006-05-12 2011-09-14 株式会社东芝 X射线ct装置
US7620144B2 (en) 2006-06-28 2009-11-17 Accuray Incorporated Parallel stereovision geometry in image-guided radiosurgery
US7505559B2 (en) 2006-08-25 2009-03-17 Accuray Incorporated Determining a target-to-surface distance and using it for real time absorbed dose calculation and compensation
US7620147B2 (en) 2006-12-13 2009-11-17 Oraya Therapeutics, Inc. Orthovoltage radiotherapy
US7623679B2 (en) 2006-12-13 2009-11-24 Accuray Incorporated Temporal smoothing of a deformation model
EP2124742B1 (en) 2007-02-28 2012-10-24 University of Maryland, Baltimore Equipment for image-guided stereotactic radiosurgery of breast cancer and a method of tumor localisation in a breast
WO2008122971A1 (en) 2007-04-10 2008-10-16 Arineta Ltd. Cone-beam ct
US7593510B2 (en) 2007-10-23 2009-09-22 American Science And Engineering, Inc. X-ray imaging with continuously variable zoom and lateral relative displacement of the source
US7758241B2 (en) 2007-10-28 2010-07-20 Sliski Alan P Highly shielded radiation therapy system
US7502443B1 (en) 2007-11-07 2009-03-10 Acceletronics Digital Imaging Llc Radiation therapy machine with triple KV/MV imaging
EP2191775A3 (en) 2007-12-13 2010-07-28 BrainLAB AG Detection of the position of a moving object
US8086004B2 (en) 2008-01-15 2011-12-27 Accuray Incorporated Use of a single X-ray image for quality assurance of tracking
US20100268074A1 (en) 2008-07-02 2010-10-21 Radiation Monitoring Devices, Inc. Strontium halide scintillators, devices and methods
US9387342B2 (en) 2008-07-21 2016-07-12 Varian Medical Systems, Inc. External beam radiotherapy and imaging with radioactive isotope
JP2012501230A (ja) 2008-08-28 2012-01-19 トモセラピー・インコーポレーテッド 線量不確定度を計算するシステム及び方法
US8602647B2 (en) 2008-12-03 2013-12-10 Daniel Navarro Radiation beam analyzer and method
CN101496727B (zh) * 2009-03-05 2011-03-02 王昕� 一种用于医疗放射诊断和治疗的射线防护装置
US8331531B2 (en) 2009-03-13 2012-12-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Configurations for integrated MRI-linear accelerators
US8641592B2 (en) 2009-03-23 2014-02-04 Xinsheng Yu Method and device for image guided dynamic radiation treatment of prostate cancer and other pelvic lesions
US8139714B1 (en) 2009-06-25 2012-03-20 Velayudhan Sahadevan Few seconds beam on time, breathing synchronized image guided all fields simultaneous radiation therapy combined with hyperthermia
EP2539020B1 (en) 2010-02-24 2017-03-22 Accuray Incorporated Gantry image guided radiotherapy system
CN102441238A (zh) 2010-09-30 2012-05-09 上海世鹏实验室科技发展有限公司 放射治疗装置、辐射装置及准直装置
RU2013132567A (ru) 2010-12-13 2015-01-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Терапевтическое устройство, содержащее устройство для лучевой терапии, механическую систему позиционирования и систему магнитно-резонансной томографии
JP2012183283A (ja) 2011-03-04 2012-09-27 Toshio Fujibuchi 回転動作検証システム、回転動作検証方法、プログラム及び記録媒体
US9275294B2 (en) 2011-11-03 2016-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Compressed sensing using regional sparsity
AU2012340630B2 (en) 2011-11-25 2015-01-22 Aribex, Inc. X-ray distance indicator and related methods
US9314160B2 (en) * 2011-12-01 2016-04-19 Varian Medical Systems, Inc. Systems and methods for real-time target validation for image-guided radiation therapy
US9308395B2 (en) 2011-12-02 2016-04-12 Varian Medical Systems, Inc. Radiation systems with minimal or no shielding requirement on building
US8467644B1 (en) * 2011-12-28 2013-06-18 General Electric Company Light guide assembly for a radiation detector
WO2013180883A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Indiana University Research And Technology Corporation Revolving collimator for proton stereotactic body radiotherapy
JP6082300B2 (ja) 2013-03-29 2017-02-15 北越工業株式会社 圧縮機の吸気部構造
US9757593B2 (en) 2012-09-05 2017-09-12 Varian Medical Systems, Inc. Radiation systems with minimal or no shielding requirement on building
EP2920791B1 (en) 2012-11-16 2023-12-27 NeuroLogica Corporation Multi-slit rotatable collimator
CN103839603B (zh) 2012-11-27 2017-12-22 Ge医疗系统环球技术有限公司 Ct准直仪和包含该ct准直仪的ct系统
CN203647890U (zh) 2013-12-25 2014-06-18 深圳市奥沃医学新技术发展有限公司 一种用于多源放射治疗设备的局部关源装置
WO2017100611A1 (en) 2015-12-09 2017-06-15 ETM Electromatic, Inc. Self-shielded image guided radiation oncology system
WO2015161036A1 (en) 2014-04-16 2015-10-22 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Radiation therapy systems that include primary radiation shielding, and modular secondary radiation shields
US9604077B2 (en) 2014-06-16 2017-03-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Visualizing radiation therapy beam in real-time in the context of patient's anatomy
GB2539261A (en) * 2015-06-12 2016-12-14 Elekta ltd Improvements in Dosimetry Techniques for Radiotherapy
CA2989042C (en) 2015-06-13 2020-12-08 Saskatchewan Cancer Agency Mini-beam collimators for medical linear accelerators
US10716952B2 (en) 2015-08-04 2020-07-21 Our United Corporation Focused radiotherapy apparatus and radiotherapy equipment thereof
US10510456B2 (en) 2015-09-10 2019-12-17 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Multi-leaf collimator and driving system
CN106512221B (zh) 2015-09-14 2019-06-28 上海联影医疗科技有限公司 多叶准直器、多叶准直器叶片的驱动系统和驱动方法
WO2017083026A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Flir Detection, Inc. Dose rate measurement systems and methods
CN106267587B (zh) 2016-08-18 2017-10-27 上海联影医疗科技有限公司 准直器定位组件
CN106908827B (zh) * 2017-03-24 2018-10-26 北京科技大学 一种核辐射探测灵敏度放大器
CN107101712B (zh) * 2017-04-06 2019-04-05 东北大学 基于单点激光测振仪的多方向大角度连续扫描测振辅助仪
EP3627994A4 (en) 2017-05-05 2020-09-16 Zap Surgical Systems, Inc. REVOLVING RADIATION COLLIMATOR
US11058892B2 (en) 2017-05-05 2021-07-13 Zap Surgical Systems, Inc. Revolving radiation collimator
CN108401421B (zh) * 2017-09-06 2022-12-20 睿谱外科系统股份有限公司 自屏蔽的集成控制放射外科系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11844637B2 (en) 2017-09-06 2023-12-19 Zap Surgical Systems, Inc. Therapeutic radiation beam detector for radiation treatment systems

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