CN109011203B - 基于预处理成像的适应性放射治疗系统、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

一种适应性放射治疗系统、装置及存储介质，包括：获取与第一治疗计划的第一分次治疗相关的目标区域的计划图像；获取与以第一剂量水平对目标区域的第一扫描相关的目标区域的第一图像；比较计划图像与第一图像以产生第一比较结果；确定第一比较结果是否满足第一重计划条件；响应于确定第一比较结果满足第一重计划条件，一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描以提供第二图像；根据第二图像生成第二治疗计划，其中，第二剂量水平可以高于所述第一剂量水平。

Description

基于预处理成像的适应性放射治疗系统、装置及存储介质
优先权声明
本申请要求以下申请的优先权：
2017年9月30日递交的申请号为US 15/721,798的美国申请；
上述申请的内容以引用方式被包含于此。
技术领域
本申请涉及放射治疗的系统、装置及存储介质，尤其是涉及基于预处理成像的适应性放射治疗系统、装置及存储介质。
背景技术
放射治疗广泛应用于癌症治疗中，也被用来预测一些其他健康情况。通常来讲，针对病人的放射治疗计划(也被称为治疗计划)在治疗开始前产生。在持续多天的治疗期间，可以在若干分次治疗中依据治疗计划向患者递送用于治疗的放射射线。然而，在治疗期间，肿瘤和其他组织(如肿瘤周围的组织)的解剖学结构可能会发生变化。例如，肿瘤可能会生长、变形或收缩，因此治疗计划可能需要更新。所以需要发展治疗期间的适应性治疗计划的系统和方法。
发明内容
根据本申请的第一个方面，提供了一种适应性放射治疗系统。该系统包括一个或多个扫描仪，至少一个存储介质和至少一个处理器。所述存储介质包含了一组适应性治疗计划指令集。所述处理器用于与存储介质通信。当执行所述指令集时，所述系统被指示执行以下操作。可以获取与第一治疗计划相关的目标区域的计划图像。可以以第一剂量水平对所述目标区域进行第一扫描，并获取与所述目标区域的第一扫描相关的第一图像。比较所述计划图像与所述第一图像以产生第一比较结果。所述系统可以确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，所述系统可以使所述一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描以提供第二图像。根据所述第二图像可以生成第二治疗计划，其中，所述第二剂量水平可以高于所述第一剂量水平。
在一些实施例中，所述系统可以向放射治疗设备发送指令，依据所述第二治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
在一些实施例中，所述第一扫描可以是锥形束计算机断层扫描(CBCT)，所述第二扫描可以是多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)。
在一些实施例中，为了比较所述计划图像与所述第一图像，所述系统可以被进一步指示执行以下操作。可以确定基于所述计划图像的关于至少一个度量标准的至少一个第一值。可以确定基于所述第一图像的关于所述至少一个度量标准的至少一个第二值。可以比较所述至少一个第一值与所述至少一个第二值。
在一些实施例中，为了确定所述第一比较结果是否满足所述第一重计划条件，所述系统可以被进一步指示来确定所述第一值和所述第二值之间的差是否超过了阈值。
在一些实施例中，所述至少一个度量单位可以与所述目标区域的解剖学特征相关联。
在一些实施例中，响应于确定所述第一比较结果不满足所述第一重计划条件，所述系统被进一步指示向所述放射治疗设备发送指令，依据所述第一治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
在一些实施例中，为了比较所述计划图像和所述第一图像，所述系统可以被进一步指示执行以下操作。可以获取在第一分次治疗之前执行的至少一个第二分次治疗的至少一个第二比较结果。基于所述第一比较结果和所述至少一个第二比较结果，可以确定是否满足第二重计划条件。响应于确定满足所述第二重计划条件，可以获取与所述目标区域的第三扫描相关的第三图像。基于所述第三图像确定第三治疗计划。在一些实施例中，所述第三扫描可以是大于所述第一剂量水平的第三剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)。
在一些实施例中，所述治疗计划包含多个分次治疗，所述系统被进一步指示执行以下操作。可以确定所述第一比较结果是否满足第三重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第三重计划条件，可以获取与所述目标区域的第四扫描相关的第四图像。基于所述第四图像确定第四治疗计划。在一些实施例中，所述第四扫描可以是大于所述第一剂量水平的第四剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)。
在一些实施例中，所述第一扫描和所述第二扫描可以是多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)扫描。
在一些实施例中，所述第一图像或所述第二图像可以是由MSCT扫描仪获取的MSCT图像，MSCT扫描仪的MSCT成像孔可以与放射治疗设备的孔共用一个常规旋转轴。所述装置在标题为“放射治疗系统”及编号为US 14/985,993的美国申请，标题为“放射治疗定位系统”及编号为US 14/985,909的美国申请，和标题为“放射治疗系统”及编号为US14/986,032的美国申请中均有描述，其内容以引用方式被包含于此。
根据本申请的第二个方面，提供了一种适应性放射治疗方法。该方法包含以下操作。可以获取与第一治疗计划相关的目标区域的计划图像。可以以第一剂量水平对所述目标区域进行第一扫描，并获取与所述目标区域的第一扫描相关的第一图像。比较所述计划图像与所述第一图像以产生第一比较结果。可以确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，所述方法可以包含使所述一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描以提供第二图像。根据所述第二图像可以产生第二治疗计划，所述第二剂量水平可以高于所述第一剂量水平。
在一些实施例中，可以向放射治疗设备发送指令，依据所述第二治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
在一些实施例中，所述第一扫描可以是锥形束计算机断层扫描(CBCT)，所述第二扫描可以是多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)扫描。
在一些实施例中，为了比较所述计划图像与所述第一图像，所述方法可以进一步包含以下操作。可以确定基于所述计划图像的关于至少一个度量单位的至少一个第一值。可以确定基于所述第一图像的关于所述至少一个度量单位的至少一个第二值。可以比较所述至少一个第一值与所述至少一个第二值。
在一些实施例中，为了确定所述第一比较结果是否满足所述第一重计划条件，所述方法可以进一步包含确定所述第一值和所述第二值之间的差是否超过了阈值。
在一些实施例中，所述至少一个度量单位可以与所述目标区域的解剖学特征相关联。
在一些实施例中，响应于确定所述第一比较结果不满足所述第一重计划条件，所述方法进一步包含向所述放射治疗设备发送指令，依据所述第一治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
在一些实施例中，为了比较所述计划图像和所述第一图像，所述方法可以进一步包含以下操作。可以获取在第一分次治疗之前执行的至少一个第二分次治疗的至少一个第二比较结果。基于所述第一比较结果和所述至少一个第二比较结果，可以确定是否满足第二重计划条件。响应于确定满足所述第二重计划条件，可以获取与所述目标区域的第三扫描相关的第三图像。基于所述第三图像确定第三治疗计划。在一些实施例中，所述第三扫描可以是大于所述第一剂量水平的第三剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)。
在一些实施例中，所述治疗计划包含多个分次治疗，所述方法进一步包含以下操作。可以确定所述第一比较结果是否满足第三重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第三重计划条件，可以获取与所述目标区域的第四扫描相关的第四图像。基于所述第四图像确定第四治疗计划。在一些实施例中，所述第四扫描可以是大于所述第一剂量水平的第四剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)。
在一些实施例中，所述第一扫描和所述第二扫描可以是多层螺旋计算机断层扫描(MSCT)扫描。
在一些实施例中，所述第一图像或所述第二图像可以是由MSCT扫描仪获取的MSCT图像，MSCT扫描仪的MSCT成像孔可以与放射治疗设备的孔共用一个常规旋转轴。
根据本申请的第三个方面，提供了一种适应性放射治疗装置。所述装置包括处理器及存储介质，所述存储介质包含计算机指令，所述处理器用于执行所述计算机指令以实现以下操作。可以获取与第一治疗计划相关的目标区域的计划图像。可以以第一剂量水平对所述目标区域进行第一扫描，并获取与所述目标区域的第一扫描相关的第一图像。比较所述计划图像与所述第一图像以产生第一比较结果。可以确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，所述方法可以包含使所述一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描以提供第二图像。根据所述第二图像可以产生第二治疗计划，所述第二剂量水平可以高于所述第一剂量水平。
根据本申请的第四个方面，提供了一种非暂时性的计算机可读存储介质。所述非暂时性计算机可读存储介质可以包含可执行指令集。当至少一个处理器执行所述指令集时，所述至少一个处理器可以实行包含一个或多个以下操作的方法。可以获取与第一治疗计划相关的目标区域的计划图像。可以以第一剂量水平对所述目标区域进行第一扫描，并获取与所述目标区域的第一扫描相关的第一图像。比较所述计划图像与所述第一图像以产生第一比较结果。可以确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件。响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，所述方法可以包含使所述一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描以提供第二图像。根据所述第二图像可以产生第二治疗计划。所述第二剂量水平可以高于所述第一剂量水平。
附图说明
根据示例性实施例对本申请进行进一步描述。所述实施例将通过详细附图描述进一步解释。所述图纸未按照实物比例进行绘制。所述实施例是非限制性的示例性实施例，其中相同的附图标记在附图的多个视图中表示相似的结构，并且其中：
图1是根据本申请的一些实施例所示的放射治疗系统的示例性示意图。
图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的硬件和/或软件组件的示例性示意图。
图3是根据本申请的一些实施例所示的移动设备的硬件和/或软件组件的示例性示意图。
图4是根据本申请的一些实施例所示的处理引擎的示例性模块图。
图5和图6是根据本申请的一些实施例所示的适应性放射疗法治疗计划的示例性流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面通过一些实施例阐述了许多具体细节。显而易见的，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以在不采用某些细节的条件下实现本申请中的技术方案。换而言之，本申请中的众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路采用较大范围的描述，以避免本申请中出现不必要的模糊概念。本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正，本申请中定义的一般性原理可以应用于其它实施例中，该类修改、改进、修正、应用仍属于本申请示范实施例的精神和范围。因此，本申请中的实施例并不构成对本申请的限定，而是在不脱离权利要求的情况下扩大本申请的范围。
本申请中使用的“系统”、“模块”、“单元”和/或“数据块”等词仅仅是用于区分由大到小顺序排列的不同组件、元件、部件、部分或其它装置。如果可以达到相同的目的，这些词可以被其它词取代。
本申请中的“模块”、“单元”和/或“子单元”指的是存储在硬件、固件中的逻辑或一组软件指令。这里所指的“模块”、“单元”和/或“子单元”能够通过软件和/或硬件模块执行，也可以被存储于任何一种计算机可读的非临时媒介或其他存储设备中。在某些实施例中，一个软件模块可以被编译并连接到一个可执行的程序中。这里的软件模块可以对自身或其他模块传递的信息做出回应，并且/或者可以在检测到某些事件或中断时做出回应。可以在一个计算机可读媒介上提供一个被设置为可以在计算设备上(例如图2中的处理器210)执行操作的软件模块，这里的计算机可读媒介可以是光盘、数字光盘、闪存盘、磁盘或任何其他种类的有形媒介；也可以通过数字下载的模式获取软件模块(这里的数字下载也包括存储在压缩包或安装包内的数据，在执行之前需要经过解压或解码操作)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以被植入在固件中，例如可擦可编程只读存储器(erasableprogrammable read only memory，EPROM)。显然，硬件模块可以包含连接在一起的逻辑单元，例如门、触发器，以及/或包含可编程的单元，例如可编程的门阵列或处理器。这里所述的模块或计算设备的功能优选的作为软件模块实施，但是也可以被表示在硬件或固件中。一般情况下，这里所说的模块是逻辑模块，不受其具体的物理形态或存储器的限制。一个模块、单元和/或子单元能够与其他的模块、单元和/或子单元组合在一起，或被分隔成为一系列子模块和/或子单元。
在本申请中除非上下文明确提示例外情形，当一个单元、模块或数据块被“连通”、“连接到”或“耦合到”另一单元、模块或数据块时，所述单元、模块或数据块可以直接连通或通过中间单元、模块或数据块连接或耦合到另一个单元、模块或数据块。如本说明书和权利要求书中所示，术语“和/或”包括相关列出的项目中的一个或多个的组合。
本申请中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，并不对本申请构成限制。如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“所述”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的整体、设备、行为、特征、步骤、元素、操作和/或组份，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的整体、设备、行为、特征、步骤、元素、操作、组份和/或其中一个或多个的组合。
本申请提供了用于非侵入性成像和/或治疗(疾病诊断、治疗或研究)的系统和组件。在一些实施例中，所述系统可以是放射治疗系统、计算机断层成像(CT)系统、发射型计算机断层成像(ECT)系统、X射线摄影系统、正电子发射断层成像(PET)系统等中的一种或几种的组合。为理解方便，本申请中均称为放射治疗的系统和方法。本申请中使用的术语“图像”可以指2D图像、3D图像或者4D图像，也可以指患者的目标区域(ROI)的图像。本申请中的所述“目标区域”可以是线性的、二维空间的、三维空间的或者随时间演化过程的图像中的一部分。术语“图像”可以是指CT图像、EPID(电子门户成像装置)图像、荧光透视图像、超声图像、PET图像或MRI图像。本申请中的“计划图像”可以是依据所制定的治疗计划的图像。本申请中的“治疗计划”可以包含用于描述如何向患者递送放射射线的参数集合，包括但不仅限于光束孔径大小、放射剂量水平分布、放射持续时间和患者的放射靶位置。所述计划图像可以用于识别放射靶点、高危器官和患者外轮廓(例如皮肤)。由计划图像产生的组织衰减值可转换为电子密度，用于执行放射剂量水平的计算。所述治疗计划可以包含一个或多个分次治疗。对于每一个分次治疗，放射治疗计划可以包含多个治疗参数，如计划分次持续时间、计划放射剂量水平、计划放射能量递送方向、计划放射能量束形状、计划放射束横截面积、计划目标区域(ROI)等。
本申请中的“引导图像”可以包含在放射治疗前或放射治疗期间用于引导放射射线的递送所采集的图像。所述引导图像可以包含用于确定放射疗法靶位置的低剂量水平的引导图像，和在放射治疗前或放射治疗期间用于适应性治疗计划的高剂量水平的引导图像。
本申请中的“图像数据”可以指放射数据(例如，CT数据)和放射数据对应的投影数据。这些并不构成对本申请的限定。对于本领域的普通技术人员来讲，在本申请的指导下可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
在患者接受放射治疗前(例如，几天前或几周前)，一个计划图像和基于计划图像为患者设计的治疗计划被生成。在放射治疗前或放射治疗期间(例如，治疗当天、治疗前几个小时、治疗前几分钟、治疗前几秒钟或治疗期间)一个引导图像被生成，用来引导放射射线的递送。然而，放射治疗靶目标、高危器官和病人患者外部轮廓可能在治疗前或治疗期间发生改变，因此治疗计划需要实时修改以适应上述改变。由于在治疗前或治疗期间的适应性治疗计划是不确定的，因此患者会面临暴露于非必要放射的风险。例如，如果治疗计划不需要实时修正，那么在治疗期间一个高剂量水平的引导图像被生成时，患者会遭受不必要的放射剂量。再例如，如果治疗计划需要实时修正，低剂量水平的引导图像可能不能够准确修改治疗计划，可能导致放射治疗的偏离。因此，本申请的一个方面涉及基于在治疗前或治疗期间所获取的图像，适应性调整引导图像的放射剂量水平的系统和方法。
在本申请中，规定计划治疗之前，有关治疗对象的治疗计划的计划图像可以被生成。在放射治疗前或放射治疗期间(例如，治疗当天、治疗前几个小时、治疗前几分钟、治疗前几秒钟或治疗期间)，可以进行第一剂量水平的CT扫描，来产生第一图像(例如，一张低剂量水平引导图像)。通过在治疗前或治疗期间基于计划图像和第一图像中的解剖学信息的对比，决定是否需要做高剂量水平的引导图像。当对比解剖学信息显示出明显变化时，例如两个解剖学信息的偏差大于阈值，触发对高剂量水平的引导图像的需要。响应于确定需要高剂量水平引导图像，进行第二剂量水平的CT扫描，来产生第二图像(例如，高剂量水平图像)。基于所述第二图像生成第二治疗计划。所述第一剂量水平可以低于第二剂量水平。这样，当治疗计划需要修改时，治疗计划就可以及时精确地适应，而当治疗计划不需要修改时，患者也不必遭受不必要的放射剂量水平。在功能成像模式(例如，正电子发射断层扫描(PET)或造影强化CT等)中，同样的观点可以应用于生理参数的变化。例如，在放射治疗前获取第一生理参数的计划PET图像，如第一示踪剂浓度水平。如果在放射治疗前或放射治疗期间获取的第一PET图像表明生理参数的变化超过阈值，那么就可以使用相同的或另一种示踪化合物，获取比计划PET图像更高示踪剂浓度水平的第二PET图像，用于重计划治疗。
图1是根据本申请的一些实施例所示的放射治疗系统100的示例性示意图。放射治疗系统100可以包含图像引导的治疗装置110、网络120、一个或多个终端130、一个处理设备140和一个存储设备150。
图像引导的治疗装置110可以包含一个成像组件、一个治疗组件、一个支架111、一个工作台114和一个成像区域113等。成像组件可以包含一个成像放射源115、和一个探测器112等。治疗组件可以包含一个放射治疗源116、一个加速器(未在图1显示)等。支架111可以用于调整成像组件和放疗组件，例如成像放射源115、检测器112和放射治疗源 116。可以将治疗对象放置于工作台114上治疗或扫描。
成像组件可以在分次治疗前、分次治疗期间和/或分次治疗后生成治疗对象的图像。图像组件可以包含计算机断层扫描成像组件、超声成像组件、荧光透视成像组件、核磁共振成像(MRI)组件、单光子发射计算机体层显像(SPECT)组件、正电子发射断层显像(PET)组件等中的一种或几种的组合。
成像放射源115可以向治疗对象发出放射射线。所述探测器112可以检测从成像区域113发出的放射射线(例如，X射线、γ射线)。在一些实施例中，探测器112可以包含一个或多个探测单元。所述探测单元可以包含闪烁探测器(例如，碘化铯探测器、氧硫化钆探测器)、气体探测器等。所述探测单元可以包含单排探测器或多排探测器。
在一些实施例中，成像组件可以是CBCT成像组件。CBCT成像组件可以通过向治疗对象发出锥形X射线来对治疗对象进行CBCT扫描。在一些实施例中，成像组件可以是多层螺旋CT(MSCT)成像组件。MSCT成像组件可以对治疗对象进行MSCT扫描。在一些实施例中，成像组件可以是综合CT成像组件，可以进行CBCT扫描和MSCT扫描。
MSCT扫描可以由一个或多个成像物体(通常是患者、人类或动物体)的轴位切片组成。
治疗组件可以向治疗对象递送用于治疗的放射射线。放射治疗源可以向治疗对象发出用于治疗的放射射线。例如，放射射线可以通过加速器(未在图1中显示)加速并照射在治疗对象上。
在一些实施例中，图像引导的治疗装置110可以包含两个支架，分别放置成像组件和治疗组件。成像组件(例如成像放射源115和检测器112)和其相应支架可以与治疗组件(例如，治疗放射源116)和其相应支架相隔一定距离。在一些实施例中，成像组件的对应支架和治疗组件的对应支架可以有共线孔。例如，成像组件支架的孔和治疗组件支架的孔可以共用一个旋转轴。治疗对象可以安置在工作台的不同位置上进行成像和治疗。在一些实施例中，成像放射源115和治疗放射源116可以集成为一个放射源，来对治疗对象成像和/或治疗。
在一些实施例中，放射治疗系统100可以包含放射治疗设备和CT扫描仪。放射治疗设备可以包含一个或多个与图像引导的治疗装置110中组件相同或大体上相同的组件。例如，放射治疗设备可以包含和图像引导的治疗装置110相同的组件。再例如，放射治疗设备可以包含治疗组件、支架、工作台和检测区域。
在一些实施例中，CT扫描仪可以是CBCT扫描仪和/或MSCT扫描仪。CBCT扫描仪可以执行治疗对象的CBCT扫描。MSCT扫描仪可以执行治疗对象的MSCT扫描。基于 CBCT扫描或MSCT扫描产生的图像可以储存在放射治疗系统中的存储设备中，用于适应性放射治疗计划。CBCT扫描仪或MSCT扫描仪可以包含一个或多个本领域普通技术人员熟知的CT扫描仪组件。例如，CBCT扫描仪可以包含支架、检测器、检测区域、工作台和放射- 发射扫描源。
举例来说，放射治疗系统100可以包含MSCT扫描仪和放射治疗设备，放射治疗设备包含了CBCT成像组件和治疗组件。MSCT扫描仪可以执行治疗对象的MSCT扫描。包含了CBCT成像组件和治疗组件的放射治疗设备可以对治疗对象进行CBCT扫描和/或治疗。另外放射治疗系统100可以包含CBCT扫描仪和放射治疗设备，放射治疗设备包含了 MSCT成像组件和治疗组件。MSCT成像组件的孔可以与治疗组件共用一个旋转轴。
网络120可以包括促进放射治疗系统100中信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，放射治疗系统100的一个或多个组件(例如，图像引导的治疗装置110、终端130、处理设备140和存储设备150等)可以通过网络120与放射治疗系统110的一个或多个组件通讯信息和/或数据。例如，处理设备140可以通过网络120从图像引导的治疗装置110中获得图像。再例如，处理设备140可以通过网络120从终端130获得用户指令集。网络120可以是和/或包含公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局域网 (LAN)、广域网(WAN))、有线网络(如以太网)、无线网络(例如，802.11网络、 Wi-Fi网络)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络 (“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器等中的一种或多种组合。举例来说，网络120可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、局域网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)，公用电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络、 ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，网络120 可以包含一个或多个网络接入点。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，放射治疗系统100的一个或多个组件可以通过所述网络接入点连接到网络120交换数据和/或信息。
终端130可以包含移动设备130-1、平板计算机130-2、手提计算机130-3等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，移动设备130-1可以包含智能家居设备、可穿戴设备、移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等中的一种或几种的组合。仅作为示例，终端130 可以包括如图3所示的移动设备。在一些实施例中，所述智能家居设备可以包括智能照明设备、智能电器设备的控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、对讲机等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述可穿戴设备可以包括手环、鞋类、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、智能配件等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述移动设备可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式机等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实补丁、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实补丁等中的一种或几种的组合。例如，所述虚拟现实设备和/ 或增强现实设备可以包括谷歌眼镜(Google GlassTM)、VR眼镜TM(Oculus RiftTM)、MR头显(HololensTM)、VR头显(Gear VRTM)等。在一些实施例中，终端130可以是处理设备 140的一部分。
处理设备140可以处理从图像引导的治疗装置110、终端130和/或存储设备150中获取的数据和/或信息。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。所述服务器组可以是集中式或分布式。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。例如，处理设备140可以通过网络120访问存储在图像引导的治疗装置110、终端130 和/或存储装置150中信息和/或数据。再例如，处理装置140可以直接连接到图像引导的治疗装置110、终端130和/或存储装置150访问存储的信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上执行。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多云等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，处理设备 140可以由计算设备200中的一个或多个组件执行，如图2所示。
存储设备150可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备150可以存储从终端130和/或处理设备140获取的数据。在一些实施例中，数据库150可以存储数据和/或指令，处理设备140可以执行或使用所述数据和/或指令完成本申请中描述的示例性方法。在一些实施例中，存储设备150可包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等中的一种或几种的组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍数据速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM) 等。示例性ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程 ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字通用盘ROM(DVD-ROM)等。在一些实施例中，存储设备150可在云平台上实现。举例来说，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多云等中的一种或几种的组合。
在一些实施例中，存储设备150可以通过连接到网络120与放射治疗系统100的一个或多个其他组件(例如，处理设备140、终端130)进行通信。放射治疗系统100中的一个或多个组件可以通过网络120访问存储在存储设备150中的信息或指令。在一些实施例中，存储设备150可以直接与放射治疗系统100的一个或多个其他组件(例如，处理设备 140、终端130)相连或通信。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
图2是根据本申请的一些实施例所示的可以实现处理设备140的计算设备200的硬件和/或软件组件的示例性示意图。如图2所示，计算设备200可以包含处理器210、存储器220、输入/输出界面(I/O)230和通信端口240。
处理器210可以根据本申请所描述的技术执行计算机指令(例如，程序代码)并完成处理设备140的功能。所述计算机指令可以包括，例如，执行本申请描述的特定功能的例程、程序、对象、组件、数据结构、规程、模块和功能。例如，处理器210可以处理从图像引导的治疗装置110、终端130、存储设备150和/或放射治疗系统110的其他组件中获得的图像数据。在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个硬件处理器，例如，微控制器、微处理器、精简指令集计算机(reduced instruction set computer，RISC)、专用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)、专用指令集处理器(application-specific instruction-set processor，ASIP)、中央处理单元(central processingunit，CPU)、图形处理单元(graphics processing unit，GPU)、物理处理单元(physicsprocessing unit，PPU)、微控制单元、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、高级RISC机(advanced RISCmachine，ARM)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或几种的组合。
仅为了说明，本申请仅描述了在计算设备200中一个处理器。然而，需要注意的是，本申请中的计算设备200可以包括多个处理器，因此本申请中描述的一个处理器所执行的操作和/或方法步骤可以由多个处理器联合或单独执行。例如，在本申请中计算设备200 的处理器执行操作A和操作B，则应当理解，操作A和操作B也可以由计算设备200中的两个或多个不同的处理器共同地或单独地执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B或第一和第二处理器共同执行操作A和操作B)。
存储器220可以存储从图像引导的治疗装置110、终端130、存储设备150和/或放射治疗系统100的其他组件中获取的数据/信息。在一些实施例中，存储器220可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等中的一种或几种的组合。例如，所述大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。所述可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。所述易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。所述RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍数据速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容 RAM(Z-RAM)等。所述ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM (PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字通用盘ROM(DVD-ROM)等。在一些实施例中，存储器220可以通过存储一个或多个程序和/或指令，执行本申请中描述的示例性方法。
输入/输出界面(I/O)230可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，I/O 230可以使用户与处理设备140之间相互作用。在一些实施例中，I/O 230可以包括输入设备和输出设备。示例性输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等中的一种或几种的组合。示例性输出设备可以包含显示设备、扬声器、打印机、投影仪等中的一种或几种的组合。示例性显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、弯曲屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)、触摸屏幕等中的一种或几种的组合。
通信端口240可以连接到网络(例如，网络120)以便于数据通信。通信端口240 可以在处理设备140和图像引导的治疗装置110、终端130和/或存储设备150之间建立连接。所述连接可以是有线连接、无线连接、任何其它能够使数据传输和/或接收的通信连接和/或这些连接的任意组合。所述有线连接可以包括，例如，电缆、光缆、电话线等中的一种或几种的组合。所述无线连接可以包括，例如BluetoothTM链接、Wi-FiTM链接、WiMaxTM链接、WLAN链接、ZigBee链接、移动网络链接(例如，3G、4G、5G等)等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，通信端口240可以是和/或包括标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口240可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口240可以根据医学数字成像和通信(DICOM)协议进行设计。
图3是根据本申请的一些实施例所示的可以实现终端130的移动设备的硬件和/或软件组件的示例性示意图。如图3所示，移动设备300可以包含一个通信平台310、一个显示器320、一个图像处理单元(GPU)330、一个中央处理单元(CPU)340、一个输入/输出 350、一个记忆卡360和一个存储器390。在一些实施例中，移动设备300中可以包括一个总线或者一个控制器。在一些实施例中，移动操作系统370(例如，iOSTM、AndroidTM、 Windows PhoneTM)和一个或多个应用程序380可以从存储器390加载到记忆卡360中，并由中央处理单元340执行。所述应用程序380可以包括浏览器。在一些实施例中，应用程序 380可以接收和显示与数据处理引擎140有关的图像处理或其他信息的信息。输入/输出350 可以实现用户与信息流的交互，并将交互相关信息通过网络120提供给处理装置140和/或放射治疗系统100的其他组件。
为了实现在本申请中描述的各种模块，单元及其功能，可以将计算机硬件平台用作本申请所描述的一个或多个元件的硬件平台。具有用户交互界面元件的计算机可以被用作个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端设备。如果适当编程，计算机也可以充当服务器。
图4是根据本申请的一些实施例所示的处理设备的示例性模块图。处理设备140可以包含获取单元410、配准单元420、治疗计划单元430和比较单元440。处理设备140可以在各种组件上实现(例如，如图2所示的计算设备200的处理器210)。
获取单元410可以获取一个或多个有关患者的目标区域的图像。所述一个或多个图像可以包含计划图像和/或引导图像。例如，获取单元410可以获取与治疗计划的分次治疗相关的目标区域的计划图像。再例如，获取单元410可以获取通过扫描产生的目标区域的引导图像，例如通过CBCT扫描和/或MSCT扫描。获取单元410可以从放射治疗系统100中的存储设备，例如存储设备150，获取一个或多个图像。
配准单元420可以校正引导图像和计划图像间之间的设置误差。设置误差可以被描述为在计划图像中的预定治疗位置和在引导图像中的实际治疗位置之间的差异。例如，配准单元420可以配准由CBCT扫描产生的引导图像和与治疗计划相关的计划图像。配准单元 420可以基于任何合适的图像配准技术进行图像配准。图像配准技术包含，例如基于体素的配准技术、基于标志点的配准技术、基于分割的配准技术等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，配准单元420可以执行刚性图像配准。
治疗计划单元430可以获取和/或产生治疗计划。在一些实施例中，治疗计划单元430可以基于图像产生治疗计划，例如基于治疗前的计划图像、引导图像(例如，高剂量水平引导图像)。由治疗计划单元430产生的治疗计划可以包含一个或多个分次治疗。对于每一个分次治疗，治疗计划可以包含多个治疗参数，例如计划分次持续时间、计划放射剂量水平、计划放射能量递送方向、计划放射能量束形状、计划放射束横截面积、计划目标区域等。另外，治疗计划单元430可以向放射治疗设备发送指令，依据治疗计划递送用于治疗的放射射线。
比较单元440可以确定和/或获取两个或更多图像的比较结果。在一些实施例中，比较单元440可以比较两个图像的解剖学信息以产生两个图像的比较结果。例如，比较单元440可以确定基于第一图像的一个度量标准的第一值和基于第二图像的相同度量标准的第二值。然后比较单元440比较第一值和第二值，例如通过确定第一值和第二值之间的偏差的方法。度量标准可以包括与第一图像和第二图像中的解剖学参数或特征相关的任何合适的度量标准。解剖学特征可以包括恶性组织(例如肿瘤或者癌细胞器官)或者其他组织(如恶性组织周围的组织)。度量标准可以包括解剖学特征的位置、解剖学特征的形状、解剖学特征的密度、解剖学特征的体积、解剖学特征的衰减值等中的一种或几种的组合。在同一度量标准下的第一值和第二值之间的偏差可以作为比较单元440得到的两个图像的比较结果。
在一些实施例中，配准单元420可以将CBCT扫描产生的图像与治疗计划的第一分次治疗相关的计划图像进行配准。比较单元440可以比较计划图像和已配准图像产生比较结果。另外，比较单元440可以确定第一比较结果是否满足确认需要重新计划的第一重计划条件。在一些实施例中，比较单元440可以通过确定第一比较结果和与在第一分次治疗前执行的第二分次治疗对应的第二比较结果是否满足第二重计划条件，以确认是否需要重新计划。
需要注意的是，以上有关处理设备140的描述，仅为理解申请方便，并不旨在限制本申请的范围。在一些实施例中，处理设备140中的所述单元可以通过硬件、软件、固件以及它们的组合所实现。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对以上各个单元/模块进行任意组合，或者构成子系统与其他单元/模块连接，对实施上述方法和系统的应用领域形式和细节上的各种修正和改变。然而，这些修改与变化，均在本申请的保护范围之内。
图5和图6是根据本申请的一些实施例所示的适应性的引导图像剂量水平的示例性流程图。在一些实施例中，流程500的至少一部分可以由处理设备140来执行(例如，由图2所示的计算设备200来执行)。
放射治疗可以是光子放射治疗、近距离放射治疗、电子束治疗、质子治疗、中子治疗、粒子治疗或其他类型的治疗。在一些实施例中，治疗计划可以包含多个分次治疗。流程500的至少一部分可以在多个分次治疗的一个或多个分次治疗前来执行。在一些实施例中，治疗计划可以包含单个分次治疗。流程500的至少一部分可以在单个分次治疗前来执行。举例来说，图5所示的操作可以在单个分次治疗前执行。
在502中，与第一治疗计划的第一分次治疗相关的目标区域的计划图像可以被获取。在一些实施例中，502可以由获取单元410执行。在一些实施例中，获取单元410可以从放射治疗系统100中的存储设备，例如存储设备150，获取计划图像。
第一治疗计划可以包含多个分次治疗。第一分次治疗可以是多个分次治疗中的任何一次分次治疗。如在本申请中使用的，第一分次治疗用于指，关于评估是否需要修改治疗计划而执行的分次治疗。在第一分次治疗前执行的分次治疗可以被称为预先分次治疗或第二分次治疗。例如，第一分次治疗和第二分次治疗之间，第一分次治疗可以在第二分次治疗之后执行。目标区域可以是患者的区域，包含恶性组织(例如，肿瘤、癌细胞器官、或非癌症放射治疗靶点)的至少一部分。另外，目标区域可以包含其他组织，例如恶性组织周围的组织。在一些实施例中，在第一分次治疗前获取目标区域的计划图像可以由图像获取装置(例如，包含成像组件的图像引导的治疗装置110，CT扫描仪)执行。基于计划图像可以产生第一治疗计划，并存储在存储设备中(存储设备150)。
另外，第一治疗计划可以包含每一个分次治疗的多个第一治疗参数。第一分次治疗的第一治疗参数可以包含第一计划分次持续时间、第一计划放射剂量水平、第一计划放射能量递送方向、第一计划放射能量束形状、第一计划放射束横截面积等中的一种或几种的组合。
在504中，获取单元410可以获取与目标区域的第一扫描相关的第一图像。第一扫描以第一剂量水平执行。在一些实施例中，第一图像可以是低剂量水平引导图像。在一些实施例中，获取单元410可以从放射治疗系统100中的存储设备，例如存储设备150，获取第一图像。
在一些实施例中，第一扫描可以是由CBCT扫描仪和/或图像引导的治疗装置110的成像组件以第一剂量水平进行的CBCT扫描。例如，图像引导的治疗装置110的成像组件可以是如图1所描述的CBCT成像组件。成像放射源115可以通过发出一个或多个锥形束X 射线进行扫描。锥形束X射线的放射剂量水平可以与第一剂量水平相等。另外，放射治疗系统100中的CBCT扫描仪(未在图1中显示)可以执行第一扫描。
第一剂量水平可以是适合CBCT扫描的任意剂量水平值。在一些实施例中，第一剂量水平可以基于目标区域(例如，肿瘤、高危器官)的位置来选择。不同目标区域的不同位置的第一剂量水平可以是互不相同的。举例来说，头部的目标区域的第一剂量水平范围可以是0.5～0.6mGy。在一些实施例中，第一扫描可以是由MSCT扫描仪和/或图像引导的治疗装置110的成像组件以第一剂量水平进行的MSCT扫描。
基于第一扫描获取的图像数据可以产生第一图像。一个或多个组件(例如，处理设备140)可以处理图像数据以提供第一图像。第一图像和/或对应的图像数据可以存储在存储设备(例如，存储设备150)。例如，处理设备140可以基于从第一扫描获取的图像数据来处理和/或重构第一图像，并且将其传送至存储设备150。
为了基于计划图像进行治疗对象的第一扫描，例如，由医生、影像学专家，在治疗对象皮肤上标记一个或多个文身或标记物，以在治疗前确认治疗靶区。在第一扫描中，当采集计划图像时，基于一个或多个文身或标记物，治疗对象可以被放置在相同(或基本相同)的位置。
在506中，第一图像可以与计划图像配准以产生配准第一图像。在一些实施例中，配准单元420可以执行506。图像配准可以基于任何合适的图像配准技术进行。图像配准技术包含，例如基于体素的配准技术、基于标志点的配准技术、基于分割的配准技术等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，配准可以是刚性配准。在一些实施例中，配准可以是非刚性变形配准。
举例来说，第一图像可以基于，基于标志点的配准技术与计划图像配准。配准的标志点可以是可见的解剖学位点，可用于识别和定位。例如，标志点可以是骨骼。在配准中，配准单元420可以将计划图像中的标志点与第一图像中对应标志点对齐。进行第一图像与计划图像的配准可以减少至少一部分误差，例如获取计划图像时和获取第一图像时治疗对象的误差。误差可以由以下情况引起，例如目标重量的变化、获取第一图像时目标的设置误差等中的一种或几种的组合。
在508中，计划图像可以与配准的第一图像比较以产生第一比较结果。在一些实施例中，比较单元440可以执行508。在一些实施例中，可以比较计划图像与第一图像，产生第一比较结果。为了比较计划图像与配准的第一图像(或第一图像)，可以比较计划图像与配准的第一图像(或第一图像)中的解剖学信息。例如，比较单元440可以确定基于计划图像的一个度量标准下的第一值和基于配准的第一图像(或第一图像)的相同度量标准下的第二值。然后比较单元440比较第一值和第二值，例如通过确定第一值和第二值之间的偏差的方法。在同一度量标准下的第一值和第二值之间的偏差可以作为比较单元440得到的两个图像间的比较结果。
度量标准可以包含与计划图像和/或配准的第一图像(或第一图像)中的解剖学参数或特征相关的任何合适的度量标准。计划图像和/或配准的第一图像(或第一图像)中的解剖学特征可以包含，如操作502描述相关的恶性组织(例如，肿瘤、癌细胞器官、或非癌症放射治疗靶点)或其他组织(例如，恶性组织周围的组织)。度量标准可以包括解剖学特征的位置、解剖学特征的形状、解剖学特征的密度、解剖学特征的体积、解剖学特征的衰减值等中的一种或几种的组合。另外，度量标准可以包含与计划图像和/或配准的第一图像(或第一图像)相关的任何合适的度量标准，例如图像的体积。例如，确定治疗对象的一个整体图像的总和，包含空气，以提供成像解剖体的体积，并可以将其作为治疗对象重量变化的指示因子。再例如，可以确定包含脂肪的三维像素的体积作为目标重量改变的指示因子。
在510中，可以确定第一比较结果是否满足第一重计划条件。在一些实施例中，510可以由比较单元440实现。第一重计划条件可以是从放射治疗系统100的存储设备(例如，存储设备150)中检索得到的默认条件，或者由用户通过一个或多个终端130来设置。响应于确定满足第一重计划条件，512可以被执行，否则，518被执行。
如508的相关描述，计划图像和/或配准的第一图像(或第一图像)的比较结果可以包含在同一度量标准下的与计划图像关联的第一值和与配准的第一图像(或第一图像)关联的第二值之间的偏差。第一重计划条件可以包含重计划阈值。根据第一重计划条件，当偏差超过了第一重计划阈值时，确定与计划图像中治疗对象的解剖学特征的偏差已经超过了可容忍范围，建议重新计划。重计划阈值可以是从存储设备(例如，存储设备150)中检索得到的默认条件，或者由用户通过一个或多个终端130来设置。另外，放射治疗系统100的组件，例如比较单元440，可以确定重计划阈值。
仅为说明方便，在本申请中以恶性组织的密度为例进行描述。在一些实施例中，恶性组织的密度的重计划阈值可以是0.01g/cm3。对应的第一重计划条件可以是计划图像中恶性组织的第一密度和恶性组织的第二密度之间的偏差超过了0.01g/cm3。在一些实施例中，关于恶性组织的密度的重计划阈值可以是计划图像中恶性组织密度的0.1％。对应的重计划条件可以是恶性组织的第一密度与恶性组织的第二密度之间的偏差超过了恶性组织的第一密度的0.1％。需要注意的是，以上描述仅为理解方便，并非对本申请的限制。恶性组织的密度对应的重计划阈值可以是任何合适的值。第一重计划条件可以是基于除恶性组织的密度之外的其他度量标准。在一些实施例中，双能量CT可以用于检测解剖体衰减特征的微小变化。
在一些实施例中，在508中，可以比较计划图像和/或配准的第一图像(或第一图像)的多个度量标准。第一比较结果可以包含每个度量标准下的第一值和第二值之间的偏差。第一重计划条件可以包含与多个度量标准对应的多个子重计划条件。当满足至少一部分子重计划条件时，即满足第一重计划条件。
在512中，与目标区域的第二扫描相关的第二图像可以被获取。在一些实施例中，可以由获取单元410执行512。第二扫描可以以第二剂量水平执行。在一些实施例中，第二扫描可以是MSCT扫描仪和/或图像引导的治疗装置110的MSCT成像组件以第二剂量水平执行的MSCT扫描。基于从第二扫描获取的图像数据可以产生第二图像。当成像条件和患者位置相同而获得第一图像和第二图像时，可以基于第一扫描和第二扫描期间获得的组合数据重构第二扫描。一个或多个组件(例如处理设备140)可以处理图像数据以提供第二图像。第二图像和/或对应的图像数据可以存储在存储设备中(例如存储设备150)。可以用基本相似的方式执行512和504。
MSCT扫描的第二剂量水平可以是与第一剂量水平相等或者更大的任何合适的剂量水平值。在一些实施例中，第二剂量水平可以基于目标区域(例如，肿瘤、高危器官)的位置来选择。不同位置的不同目标区域的第二剂量水平可以是互不相同的。举例来说，头部的目标区域的第二剂量水平范围可以是8.7～40.0mGy。
在514中，基于第二图像可以产生第二治疗计划。在一些实施例中，治疗计划单元430可以执行514。另外，基于用户(例如，医生、临床医师)指令可以产生至少一部分第二治疗计划。举例来说，临床医师可以通过一个或多个终端130，基于第二图像，输入放射治疗参数(例如放射剂量水平)的期望值或期望范围。可以由放射治疗系统100根据或参考临床医师的输入产生第二治疗计划。
第二治疗计划可以包含一个或多个分次治疗。在一些实施例中，第二治疗计划可以包含与第一治疗计划数目相同的分次治疗。在一些实施例中，第二治疗计划可以包含比第一治疗计划更多或更少的分次治疗。对于分次治疗，第二治疗可以包含多个第二治疗参数，例如第二计划分次持续时间、第二计划放射剂量水平、第二计划放射能量递送方向、第二计划放射能量束形状、第二计划放射束横截面积。
在516中，可以根据对目标区域的第二治疗计划，向图像引导的治疗装置110发送指令来递送用于治疗的放射射线。在一些实施例中，治疗计划单元430可以执行516。所述指令可以包含第二治疗计划中的每个分次治疗的多个第二治疗参数。图像引导的治疗装置110可以基于第二治疗计划的每个分次治疗的多个第二治疗参数向目标区域递送放射射线。在一些实施例中，指令可以是实时指令。在生成实时指令时或生成指令不久之后(例如，几分钟内、几小时内、同一天等)，根据实时指令递送放射射线。实时指令可以使图像引导的治疗装置110立即或基本上立即处理指令并向治疗对象递送放射射线。在一些实施例中，指令可以是用于在将来递送放射射线的非实时指令，例如在第二天或将来几天等。非实时指令可以命令图像引导的治疗装置110在确定时间处理指令并向治疗对象递送放射射线。在一些实施例中，指令可以包含实时部分和非实时部分。例如，实时部分可以是立即或基本上立即处理并依据分次治疗计划向目标递送放射射线。而非实时部分是指在将来的一个或多个确定时间依据一个或多个分次治疗计划递送放射射线。
在518中，响应于确定不满足第一重计划条件，可以向图像引导的治疗装置110发送指令以向目标区域依据第一治疗计划递送放射射线。在一些实施例中，治疗计划单元430可以执行518。可以用基本相似的方式执行518和516。
在一些实施例中，如图6，流程500可以在518终止，不进入节点A 519，并且执行从节点A 519开始的至少几步操作。在一些实施例中，如图6所示，流程500可以进一步进入节点A 519并且执行从节点A 519开始的至少几步操作。在一些实施例中，节点A519可以在510之后执行。518和节点A 519可以同时被执行。在一些实施例中，在508中，计划图像可以与第一图像比较而直接产生第一比较结果，因此可以省略506。
在520中，可以获取在第一分次治疗前执行的第二分次治疗对应的第二比较结果。在一些实施例中，获取单元410可以执行520。可以以与产生第一比较结果相同的或相似的方式产生第二分次治疗对应的第二比较结果，并且存储在放射治疗系统100的存储设备中。例如，在第二分次治疗中，可以执行与504至508相同或相似的操作以产生第二比较结果。
在522中，可以基于第一比较结果和第二比较结果确定是否满足第二重计划条件。在一些实施例中，比较单元440可以执行522。基于第一比较结果、第二比较结果和第一重计划条件，确定获取根据治疗计划执行治疗期间的比较结果的变化趋势。而变化趋势反过来可以作为有关治疗对象的解剖学特征的变化的指示因子。响应于确定满足第二重计划条件，操作524可以被执行，否则，操作528被执行。
在一些实施例中，可以确定第一分次治疗对应的第一偏差与第二分次治疗对应的第二偏差。第一偏差可以是第一比较结果和第一重计划条件的重计划阈值之间的偏差。第二偏差可以是第二比较结果和第一重计划条件的重计划阈值之间的偏差。
仅为说明方便，以确定第一偏差为例进行描述。如508和510的相关描述，第一比较结果可以包含在相同度量标准下计划图像关联的第一值和从第一扫描获取的配准第一图像 (或者第一图像)关联的第二值之间的偏差。第一重计划条件可以包含在上述度量单位下的与第一值和第二值之间的偏差相关的重计划阈值。第一偏差可以是重计划阈值和第一比较结果之间的偏差。
如本申请中其他部分的相关描述，第一分次治疗对应的第一偏差和第二分次治疗对应的第二偏差可以表明，根据治疗计划治疗对象在治疗疗程期间的比较结果变化的趋势。例如，当第一偏差小于第二偏差时，表明了向满足第一重计划条件接近的趋势。
在一些实施例中，第二重计划条件可以是，第一分次治疗对应的第一偏差小于第二分次治疗对应的第二偏差。另外，第二重计划条件可以是，第一偏差小于第二偏差，并且第一偏差和第二偏差之间的偏差大于阈值。满足第二重计划条件表明需要重新计划。
在524中，可以获取与目标区域的第三扫描相关的第三图像。在一些实施例中，获取单元410可以执行524。第三扫描可以以第三剂量水平执行。在一些实施例中，第三扫描可以是MSCT扫描仪和/或图像引导的治疗装置110的MSCT成像组件以第三剂量水平执行的MSCT扫描。MSCT扫描的第三剂量水平可以是比第一剂量水平更大的任何合适的剂量水平值。在一些实施例中，第三剂量水平与目标区域(例如，肿瘤、高危器官)的位置相关联。不同目标区域的不同位置的第三剂量水平可以是互不相同的。举例来说，头部的目标区域的第三剂量水平范围可以是8.7～22.0mGy。可以用基本相似的方式执行524和512。
在526中，第三治疗计划可以被产生。在一些实施例中，治疗计划单元430可以执行526。基于第三图像和/或用户的指令(例如医生、临床医师)，可以生成第三治疗计划。可以用基本相似的方式执行526和514。在一些实施例中，可以在依据第一治疗计划进行的放射射线递送期间产生第三治疗计划(例如518)。例如，在执行510后，可以同时执行 518和节点A519。
在528中，响应于确定不满足第二重计划条件，可以结束流程500。
应该注意的是，以上有关流程500的描述，仅为理解申请方便，并非对本申请的限制。对于本领域的普通技术人员，可以在本申请的指导下对流程图做出多种变化和修改。然而，所述变化和修改不会背离本申请的保护。
在一些实施例中，可以添加或省略一个或多个操作。例如，可以省略从519到528的一些或全部操作。再例如，可以省略524和526。响应于确定满足第二重计划条件，可以执行操作512和514以产生第二治疗计划。在一些实施例中，在520中，获取单元410可以获取多个在第一分次治疗之前执行的多个预先分次治疗对应的多个前比较结果。比较单元 440可以基于第一比较结果、多个前比较结果和第一重计划条件来确定是否满足第二重计划条件。当前比较结果和第一计较结果表明了向满足第一重计划条件接近的趋势时，可以满足第二重计划条件。
在一些实施例中，可以在518后，或者在510和518之间，或者在508和510之间，执行添加的操作以确定522相关描述中的第一比较结果和第一重计划条件的重计划阈值之间的偏差。比较单元440可以确定偏差是否满足第三重计划条件，例如偏差小于阈值。响应于确定满足第三重计划，基于目标区域的第四图像可以产生第四治疗计划。可以在根据第一治疗计划的放射射线递送疗程的期间或之前，产生第四治疗计划(例如518)。第四图像可以与第四剂量水平的MSCT扫描相关。第四剂量水平可以等于或大于第一剂量水平。可以用如图5和图6中的与产生第二治疗计划，和/或第三治疗计划基本相似的方式，产生第四治疗计划。
如上描述的扫描的多种剂量水平可以基于考虑因素来分别选择，包括，例如扫描位置和/或进行的扫描类型(例如，图5的510和图6的522等中的相关描述)。本申请的其他部分描述的第一扫描的第一剂量水平、第二扫描的第二剂量水平、第三扫描的第三剂量水平和第四扫描的第四剂量水平等中的至少两个可以是不同的。例如，第一剂量水平可以与第二剂量水平、或第三剂量水平、或第四剂量水平不同。本申请的其他部分描述的第一扫描的第一剂量水平、第二扫描的第二剂量水平、第三扫描的第三剂量水平和第四扫描的第四剂量水平等中的至少两个可以是相同的。例如，第二剂量水平可以与第三剂量水平或第四剂量水平相同。
在一些实施例中，可以在递送分次治疗的放射射线前执行流程500。在一些实施例中，可以在每次分次治疗或每个其他分次治疗等之前周期性的执行流程500。在一些实施例中，根据如医生或放射治疗系统100等的决策不定期地执行流程500。可以基于对应治疗对象的观察(例如重量突然减少或增加)、检测结果(例如验血结果)、治疗对象提供的信息(例如有关他/她自己情况的描述)等一种或几种的组合，做出诸如此类的决策。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN) 或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (13)

1.一个适应性放射治疗系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取与第一治疗计划相关的目标区域的计划图像，以及用于获取与第一剂量水平的第一扫描相关的所述目标区域的第一图像；
比较单元，用于比较所述计划图像与所述第一图像，生成第一比较结果；以及用于确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件；
治疗计划单元，用于响应于确定第一比较结果满足第一重计划条件，使一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描，提供第二图像，根据所述第二图像，生成第二治疗计划，
其中，所述第二剂量水平高于第一剂量水平。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述治疗计划单元还用于：
向放射治疗设备发送指令，以使得所述放射治疗设备依据所述第二治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一扫描是锥形束计算机断层扫描，第二扫描是多层螺旋计算机断层扫描。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比较单元还用于：
基于所述计划图像，确定与至少一个度量标准相关的至少一个第一值；
基于所述第一图像，确定与所述至少一个度量标准相关的至少一个第二值；
比较所述至少一个第一值和所述至少一个第二值。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述比较单元还用于：
确定所述第一值和所述第二值之间的差是否超过阈值。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述至少一个度量标准与所述目标区域的解剖学特征相关联。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述治疗计划单元还用于：
响应于确定所述第一比较结果不满足所述第一重计划条件，向放射治疗设备发送指令，以使得所述放射治疗设备依据所述第一治疗计划向所述目标区域递送放射射线。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述获取单元还用于获取在所述第一分次治疗前执行的至少一个第二分次治疗的至少一个第二比较结果；
所述比较单元还用于基于所述第一比较结果和所述至少一个第二比较结果，确定是否满足第二重计划条件；
所述治疗计划单元还用于响应于确定满足所述第二重计划条件，获取与所述目标区域的第三扫描相关的第三图像；
基于所述第三图像确定第三治疗计划，其中，第三扫描是比所述第一剂量水平大的第三剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，其中，所述治疗计划包含多个分次治疗，
所述比较单元还用于确定所述第一比较结果是否满足第三重计划条件；
所述获取单元还用于响应于确定所述第一比较结果满足所述第三重计划条件，获取与所述目标区域的第四扫描相关的第四图像；
所述治疗计划单元，还用于基于所述第四图像确定第四治疗计划，
其中，所述第四扫描是比所述第一剂量水平大的第四剂量水平的多层螺旋计算机断层扫描。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述第一扫描和所述第二扫描是多层螺旋计算机断层扫描。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述第一图像或所述第二图像是由多层螺旋计算机断层扫描仪获取的多层螺旋计算机断层图像，并且所述多层螺旋计算机断层扫描仪的多层螺旋计算机断层图像孔与放射治疗设备的孔共用一个旋转轴。
12.一种适应性放射治疗装置，包括处理器及存储介质，其特征在于，所述存储介质包含计算机指令，所述处理器用于执行所述计算机指令以实现如下操作：
获取与第一治疗计划的第一分次治疗相关的目标区域的计划图像；
获取与以第一剂量水平对目标区域的第一扫描相关的所述目标区域的第一图像；
比较所述计划图像与所述第一图像，生成第一比较结果；
确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件；
响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，使一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描，以提供第二图像；
根据所述第二图像，生成第二治疗计划，
其中，所述第二剂量水平高于第一剂量水平。
13.一种包含指令集的非暂时性计算机可读存储介质，包括计算机指令，其特征在于，当所述计算机指令被执行时实现如下操作：
获取与第一治疗计划的第一分次治疗相关的目标区域的计划图像；
获取与以第一剂量水平对目标区域的第一扫描相关的所述目标区域的第一图像；
比较所述计划图像与所述第一图像，生成第一比较结果；
确定所述第一比较结果是否满足第一重计划条件；
响应于确定所述第一比较结果满足所述第一重计划条件，使一个或多个扫描仪执行第二剂量水平的第二扫描，以提供第二图像；
根据所述第二图像，生成第二治疗计划，
其中，所述第二剂量水平高于第一剂量水平。
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