CN108744310B - 多模式引导自适应放疗系统 - Google Patents

多模式引导自适应放疗系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108744310B
CN108744310B CN201810613698.2A CN201810613698A CN108744310B CN 108744310 B CN108744310 B CN 108744310B CN 201810613698 A CN201810613698 A CN 201810613698A CN 108744310 B CN108744310 B CN 108744310B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
ray imaging
imaging system
positioning
tracking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810613698.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108744310A (zh
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongke Chaojing Nanjing Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongke Chaojing Nanjing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongke Chaojing Nanjing Technology Co ltd filed Critical Zhongke Chaojing Nanjing Technology Co ltd
Priority to CN201810613698.2A priority Critical patent/CN108744310B/zh
Publication of CN108744310A publication Critical patent/CN108744310A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108744310B publication Critical patent/CN108744310B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1071—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the dose delivered by the treatment plan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source

Abstract

本发明公开了一种多模式引导自适应放疗系统，主要包括双千伏级X射线成像系统、红外定位跟踪系统、兆伏级X射线成像系统。本发明将不同模式的图像和剂量信号进行整合，集成外置式的双X射线成像系统，红外定位跟踪系统和安装在加速器上的兆伏级X射线成像系统，能够做到在治疗过程中同时进行肿瘤位置实时跟踪校正和对照射剂量的验证，实现动态调整，实时解决放疗中靶区位置、形状变化等问题，每次治疗前根据病人最新的解剖结构更新治疗计划，并及时调整放疗时的摆位、修正靶区运动所引起的误差，引导本次及后续的治疗，确保肿瘤靶区得到准确的处方剂量，从而实现自适应放疗。

Description

多模式引导自适应放疗系统
技术领域
本发明涉及肿瘤放射治疗技术领域，特别是涉及一种多模式引导自适应放疗系统。
背景技术
在肿瘤精准放射治疗中，需要通过在每个分次治疗过程中，以适当的周期采集患者图像信息作为反馈并与诊断图像及计划图像对比，从而修正摆位误差及射野位置误差等。目前临床上采用的多是将直线加速器与单独的成像设备如X射线，超声，红外等相结合，获取在治疗前和治疗过程中病人的影像数据，对每次治疗前或治疗中靶区和周围危及器官的结构、位置进行比对，无法做到对肿瘤靶区位置和对照射剂量同时进行实时在线调整。
因此亟需提供一种新型的肿瘤精准放射治疗系统来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多模式引导自适应放疗系统，通过多模式影像信息的采集与处理，进一步提高了自适应放疗中病人肿瘤靶区位置和剂量验证的有效性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多模式引导自适应放疗系统，主要包括集成外置式的双千伏级X射线成像系统、红外定位跟踪系统、兆伏级X射线成像系统；
所述双千伏级X射线成像系统包括两套千伏级X射线成像系统，每套千伏级X射线成像系统主要包括X射线球管、非晶硅成像面板，非晶硅成像面板接收X射线球管发射的X射线；
所述红外定位跟踪系统主要包括依次连接的定位跟踪单元、红外传感器、系统控制单元，红外传感器检测定位跟踪单元的坐标并实时发送至系统控制单元进行数据处理；
所述兆伏级X射线成像系统主要包括剂量验证模块、X射线平板探测器，X射线平板探测器安装在直线加速器底部，将获取的直线加速器机头射束的信息导入至剂量验证模块；
所述兆伏级X射线成像系统获取双千伏级X射线成像系统的校准影像及红外定位跟踪系统定位的肿瘤靶区位置信息的基础上，对直线加速器的出束剂量进行实时验证。
在本发明一个较佳实施例中，所述千伏级X射线成像系统还包括X射线图像采集模块，用于采集所述千伏级X射线成像系统获取的X射线图像。
在本发明一个较佳实施例中，为使所述千伏级X射线成像系统成像更加精准，所述X射线球管的束光器中心与非晶硅成像面板中心的连线垂直于所述非晶硅成像面板。
在本发明一个较佳实施例中，所述红外定位跟踪系统还包括影像配准模块、影像定位跟踪模块，所述影像配准模块的一端与定位跟踪单元相连、另一端与系统控制单元相连，利用定位跟踪单元的位置信息，将当前的位置信息和上一次的位置信息进行配准，从而得到肿瘤靶区位置偏移的空间位置信息；所述影像定位跟踪模块与系统控制单元相连，用于提供位置信息量化及可视化分析。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种多模式引导自适应放疗方法，包括以下步骤：
S1：将患者的影像数据导入双千伏级X射线成像系统和红外定位跟踪系统中，并显示影像数据的大小和位置信息；
S2：所述双千伏级X射线成像系统通过获取不同角度的X射线图像，与导入的患者影像数据进行配准，实现病人摆位的快速精准校正；
S3：通过红外定位跟踪系统实时定位跟踪肿瘤靶区的运动；
S4：所述兆伏级X射线成像系统在获取校准影像及肿瘤靶区位置信息的基础上对治疗过程中的直线加速器出束剂量进行实时验证；
S5：根据上述变化进行评估分析，对患者的治疗计划进行实时在线自适应调整。
本发明的有益效果是：
(1)本发明将不同模式的图像和剂量信号进行整合，集成外置式的双X射线成像系统，红外定位跟踪系统和安装在加速器上的兆伏级X射线成像系统，能够做到在治疗过程中同时进行肿瘤位置实时跟踪校正和对照射剂量的验证，实现动态调整，实时解决放疗中靶区位置、形状变化等问题，每次治疗前根据病人最新的解剖结构更新治疗计划，并及时调整放疗时的摆位、修正靶区运动所引起的误差，引导本次及后续的治疗，确保肿瘤靶区得到准确的处方剂量，从而实现自适应放疗；
(2)本发明具有开放式结构、可直接安装在直线加速器上，无需考虑加速器硬件的型号，可以和任一款机型进行无缝结合，具有临床实用性。
附图说明
图1是本发明多模式引导自适应放疗系统一较佳实施例的结构框图；
图2是所述多模式引导自适应放疗方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种多模式引导自适应放疗系统，主要包括集成外置式的双千伏级X射线成像系统、红外定位跟踪系统、安装在直线加速器上的兆伏级X射线成像系统。
所述双千伏级X射线成像系统包括两套千伏级X射线成像系统，每套千伏级X射线成像系统主要包括X射线球管、非晶硅成像面板、X射线图像采集模块。非晶硅成像面板接收X射线球管发射的X射线，X射线图像采集模块用于采集所述千伏级X射线成像系统获取的X射线图像，优选的，所述X射线图像采集模块可采用一台电脑。为使所述千伏级X射线成像系统成像更加精准，所述X射线球管的束光器中心与非晶硅成像面板中心的连线垂直于所述非晶硅成像面板。
所述红外定位跟踪系统主要包括定位跟踪单元、红外传感器、系统控制单元、影像配准模块、影像定位跟踪模块。定位跟踪单元、红外传感器、系统控制单元依次连接，所述定位跟踪单元为能够得到人体表面标记小球反馈的位置信息的单元模块。所述影像配准模块的一端与定位跟踪单元相连、另一端与系统控制单元相连，利用定位跟踪单元的位置信息，将当前的位置信息和上一次的位置信息进行配准，从而得到肿瘤靶区位置偏移的空间位置信息；所述红外传感器检测定位跟踪单元的坐标并实时发送至系统控制单元，并由系统控制单元处理原始数据后发送给主机进行分析验证；所述影像定位跟踪模块与系统控制单元相连，用于提供位置信息量化及可视化分析。
所述兆伏级X射线成像系统主要包括剂量验证模块、X射线平板探测器，X射线平板探测器安装在直线加速器底部，将获取的直线加速器机头射束的信息导入至剂量验证模块。所述兆伏级X射线成像系统获取双千伏级X射线成像系统的校准影像及红外定位跟踪系统定位的肿瘤靶区位置信息的基础上，对直线加速器的出束剂量进行实时验证。
本发明集成外置式的双千伏级X射线成像系统、红外定位跟踪系统和安装在直线加速器上的兆伏级X射线成像系统，能够做到在治疗过程中同时进行肿瘤位置实时跟踪校正和对照射剂量的验证，对治疗计划进行实时在线自适应调整。本发明具有开放式结构、可直接安装在加速器上，无需考虑加速器硬件的型号，可以和任一款机型进行无缝结合，具有临床实用性。
结合图2，所述多模式引导自适应放疗系统的工作方式为：
S1：将患者的影像数据如CT，MRI，PET等导入双千伏级X射线成像系统和红外定位跟踪系统中，并显示影像数据的大小和位置信息；
S2：所述双千伏级X射线成像系统通过获取不同角度的X射线图像，与导入的患者影像数据进行配准，实现病人摆位的快速精准校正；
对两套千伏级X射线成像系统分别进行初始化，通过X射线图像采集模块获取不同角度下的两幅X射线图像，X射线球管与非晶硅成像面板同步工作。其中采集时间间隔为0～5s(0s为同步采集)；手动设定曝光参数，选定一个X射线球管，按下触发键或按钮，采集一幅X射线图像；选择另一个X射线球管，按同样的方式触发按钮采集另一幅X射线影像，进而与导入的患者影像数据进行配准，从而实现病人摆位的快速校正。
S3：通过红外定位跟踪系统实时定位跟踪肿瘤靶区的运动；
利用定位跟踪单元的位置信息，导入到影像配准模块，将人体当前的位置信息和之前计划中的位置信息进行比较，并采用标记点配准方法进行多模影像的配准，从而得到配准后影像的位置信息和偏移的误差信息，所述多模影像为不同模式下采集的图像，如CT、MRI、PET等；同时红外传感器将检测到的定位跟踪单元的坐标发送给系统控制单元，由系统控制单元处理原始数据后发送给影像定位跟踪模块，提供位置信息实时的显示和自动量化分析。
S4：所述兆伏级X射线成像系统在获取校准影像及肿瘤靶区位置信息的基础上对治疗过程中的直线加速器出束剂量进行实时验证；
将X射线平板探测器固定在加速器底部，与机头射束垂直，将X射线平板探测器获取的加速器机头射束的信息导入到剂量验证模块，利用配准后的影像和获取的肿瘤靶区位置信息，对出束剂量进行实时验证。
S5：根据不同模式得到的影像如CT、MRI、PET等和剂量信息，对患者的治疗计划进行重新评估和优化，实时在线自适应调整，进而实现对患者的自适应放疗。
本发明将不同模式的图像和剂量信号进行整合，集成外置式的双X射线成像系统，红外定位跟踪系统和安装在加速器上的兆伏级X射线成像系统，能够做到在治疗过程中同时进行肿瘤位置实时跟踪校正和对照射剂量的验证，实现动态调整，实时解决放疗中靶区位置、形状变化等问题，每次治疗前根据病人最新的解剖结构更新治疗计划，并及时调整放疗时的摆位、修正靶区运动所引起的误差，引导本次及后续的治疗，确保肿瘤靶区得到准确的处方剂量，从而实现自适应放疗。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种多模式引导自适应放疗系统，其特征在于，主要包括集成外置式的双千伏级X射线成像系统、红外定位跟踪系统、兆伏级X射线成像系统；
所述双千伏级X射线成像系统包括两套千伏级X射线成像系统，每套千伏级X射线成像系统主要包括X射线球管、非晶硅成像面板，非晶硅成像面板接收X射线球管发射的X射线；
所述红外定位跟踪系统主要包括影像配准模块、依次连接的定位跟踪单元、红外传感器、系统控制单元、影像定位跟踪模块，红外传感器检测定位跟踪单元的坐标并实时发送至系统控制单元进行数据处理，所述影像配准模块的一端与定位跟踪单元相连、另一端与系统控制单元相连；所述影像定位跟踪模块与系统控制单元相连，用于提供位置信息量化及可视化分析；
所述兆伏级X射线成像系统主要包括剂量验证模块、X射线平板探测器，X射线平板探测器安装在直线加速器底部，将获取的直线加速器机头射束的信息导入至剂量验证模块；
所述兆伏级X射线成像系统获取双千伏级X射线成像系统的校准影像及红外定位跟踪系统定位的肿瘤靶区位置信息的基础上，对直线加速器的出束剂量进行实时验证。
2.根据权利要求1所述的多模式引导自适应放疗系统，其特征在于，所述千伏级X射线成像系统还包括X射线图像采集模块，用于采集所述千伏级X射线成像系统获取的X射线图像。
3.根据权利要求1所述的多模式引导自适应放疗系统，其特征在于，所述X射线球管的束光器中心与非晶硅成像面板中心的连线垂直于所述非晶硅成像面板。
CN201810613698.2A 2018-06-14 2018-06-14 多模式引导自适应放疗系统 Active CN108744310B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810613698.2A CN108744310B (zh) 2018-06-14 2018-06-14 多模式引导自适应放疗系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810613698.2A CN108744310B (zh) 2018-06-14 2018-06-14 多模式引导自适应放疗系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108744310A CN108744310A (zh) 2018-11-06
CN108744310B true CN108744310B (zh) 2021-04-23

Family

ID=64021597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810613698.2A Active CN108744310B (zh) 2018-06-14 2018-06-14 多模式引导自适应放疗系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108744310B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109999374A (zh) * 2019-04-19 2019-07-12 中国人民解放军第四军医大学 一种放疗用精准定位装置
CN110292723B (zh) * 2019-06-25 2022-08-16 上海联影医疗科技股份有限公司 剂量引导摆位装置、剂量监控装置、放疗系统及介质
CN111557676B (zh) * 2020-05-13 2023-12-19 山东省肿瘤防治研究院（山东省肿瘤医院） 放疗过程中由肿瘤的变化动态调整靶区位置的系统及设备
CN113491844B (zh) 2021-07-30 2022-04-29 北京瑞尔世维医学研究有限公司 一种全球面放射治疗系统
CN113679960A (zh) * 2021-08-11 2021-11-23 中科超精(南京)科技有限公司 一种融合三维在线剂量引导的多模式引导放疗装置
CN116250809B (zh) * 2023-05-10 2023-07-21 广东工业大学 一种超声神经调控靶区定位装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202569211U (zh) * 2011-10-25 2012-12-05 苏州雷泰医疗科技有限公司 立体定位放射治疗装置
JP5619039B2 (ja) * 2012-01-12 2014-11-05 富士フイルム株式会社 放射線撮影装置および放射線撮影システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202569211U (zh) * 2011-10-25 2012-12-05 苏州雷泰医疗科技有限公司 立体定位放射治疗装置
JP5619039B2 (ja) * 2012-01-12 2014-11-05 富士フイルム株式会社 放射線撮影装置および放射線撮影システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于红外和X射线的图像引导精准放射治疗系统关键技术研究;贾婧;《万方学位论文数据库》;20151102;正文第16页第5段，第31页第3段，第35页第1段至第36页第3段，第37页第1段，第39页第1-2、4-5段，第46页第2段，图2.6、图3.13 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108744310A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108744310B (zh) 多模式引导自适应放疗系统
US7853308B2 (en) System and method for patient positioning for radiotherapy in the presence of respiratory motion
EP1531728B1 (en) Patient representation in medical machines
US7672429B2 (en) Radiotherapy device control apparatus and radiation irradiation method
US10853940B2 (en) Manipulation of a respiratory model via adjustment of parameters associated with model images
US7570738B2 (en) Four-dimensional (4D) image verification in respiratory gated radiation therapy
US7453984B2 (en) Real-time target confirmation for radiation therapy
US10065049B2 (en) Presenting a sequence of images associated with a motion model
US20070211857A1 (en) Radiotherapy device control apparatus and radiation irradiation method
CN101478918B (zh) 图像引导放射手术中的平行立体视觉几何结构
US8471222B2 (en) Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus
US20100208274A1 (en) Apparatus and method for the representation of an area on the surface of a patient's body
KR20080098482A (ko) 표적 체적을 방사 치료 장치에 위치시키기 위한 장치 및방법
US20080043237A1 (en) Automatic laser alignment system
JP2010183976A (ja) 放射線治療装置制御装置および放射線照射方法
US9433802B2 (en) Radiotherapy apparatus control apparatus and specific site position measuring method
CN103055430B (zh) 一种基于红外引导的精确定位跟踪方法和系统
US20130243157A1 (en) Method and apparatus for verifying an irradiation field
US20200129783A1 (en) Target tracking and irradiation method and device using radiotherapy apparatus and radiotherapy apparatus
CN117323584B (zh) 用于放射治疗计划调整的电子设备、放射治疗系统及相关装置
Tallhamer SBRT and respiratory motion management strategies with surface guidance

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Room 406, block B, phase I, Zhongdan Ecological Life Science Industrial Park, No. 3-1, xinjinhu Road, Jiangbei new district, Nanjing City, Jiangsu Province

Applicant after: Zhongke Chaojing (Nanjing) Technology Co., Ltd

Address before: 230601 NO.560, Haiheng building, No.6 Cuiwei Road, Hefei Economic and Technological Development Zone, Anhui Province

Applicant before: ZHONGKE CHAOJING (ANHUI) TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant