CN110381840B - 使用旋转2D x射线成像器作为成像装置以在放射处置递送期间进行靶跟踪 - Google Patents

使用旋转2D x射线成像器作为成像装置以在放射处置递送期间进行靶跟踪 Download PDF

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Abstract

方法包括从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像。方法还包括接收包括患者的靶的第二图像。方法还包括由处理装置使用第一图像和第二图像来跟踪靶的位置。

Description

使用旋转2D x射线成像器作为成像装置以在放射处置递送期 间进行靶跟踪
技术领域
本申请要求2018年1月4日提交的美国申请15/862,497和2018年1月4日提交的美国申请15/862,477的权益，这两者又要求2017年1月6日提交的美国临时申请62/443,582的权益，其全部内容通过引用而并入于此。
背景技术
本公开涉及分次内成像和放射处置递送的协调。
发明内容
在放射处置中，经由来自患者体外的源的放射处置束而递送的放射剂量被递送至体内的靶区域，以破坏肿瘤细胞。通常，靶区域包含大量肿瘤组织。在放射处置期间，必须注意确保在各个放射处置递送部件之间、以及在放射处置束和放射处置部件之间不发生碰撞。
附图说明
根据以下给出的详细描述以及本发明的各种实现的附图，将更全面地理解本发明。
图1A示出根据这里所描述的实施例的可以使用的放射处置系统。
图1B是根据这里所描述的实施例的放射处置系统的截面。
图2示出根据这里所描述的实施例的处于延伸位置的体积成像装置。
图3示出根据这里所描述的实施例的处于缩回位置的体积成像装置。
图4示出根据这里所描述的实施例的处于用于MV(兆伏级)射野成像(portalimaging)的位置的体积成像装置。
图5A示出根据这里所描述的实施例的旋转2D x射线成像器和机器人治疗装置的协调运动的方法。
图5B示出根据这里所描述的实施例的使用体积成像器进行靶跟踪的第一方法。
图5C示出使用体积成像器进行靶跟踪的第二方法。
图6示出根据这里所描述的实施例的、在发生进行放射处置时可以使用的不同系统的示例。
图7示出根据这里所描述的实施例的基于机架的强度调制放射处置系统。
图8示出根据这里所描述的实施例的螺旋放射递送系统。
具体实施方式
这里描述了用于旋转2D x射线成像器和直线加速器的协调运动的方法和设备的实施例。
本发明的实施例涉及用于在放射处置期间使用分次内体积成像的方法。本发明的实施例可以与诸如包括立体x射线成像能力的
Figure GDA0004174705210000023
放射外科手术系统等的放射处置递送系统一起使用。可选地，可以使用其它类型的放射处置递送系统(例如，基于机架的，基于螺旋的等)。
在一个实施例中，放射处置系统包括用作放射处置源的直线加速器(LINAC)1201。重要的是确保在处置过程中对LINAC进行连续定位期间，机器人系统和LINAC的处置束不与其它对象(例如，其它成像装置，诸如体积成像器等)碰撞。因此，在诸如
Figure GDA0004174705210000021
放射处置系统等的放射处置系统中，将期望诸如这里所述的障碍物检测和碰撞避免系统。
如图1A所示的对体积成像系统(例如，medPhoton ImagingRing系统(IRS))与放射处置递送系统(例如，
Figure GDA0004174705210000022
放射处置系统)的共同使用能够实现新的图像配准和图像跟踪机会。值得注意的是，这里所使用的术语“跟踪”既可指代在处置计划阶段跟踪处置靶(例如，确定处置靶的位置)，也可指代在处置期间跟踪处置靶(例如，主动更新处置靶的位置)。在体积成像系统(例如，1239)可以提供更好的解剖结构信息和稳健的患者对准的同时，立体x射线成像系统(例如，1210)能够实现频繁的分次内成像和跟踪。在可选实施例中，可以使用具有一体化室内诊断计算机断层成像(CT)的放射治疗装置。利用室内诊断CT，患者在室内诊断扫描仪和放射处置递送系统之间(例如，使用机器人床)进行物理移动。
如这里所使用的，医学图像的“配准”(这里也被称为“图像配准”)是指这些医学图像中出现的相应解剖学特征或其它特征(例如基准点)之间的数学关系的确定。在一个实施例中，可以利用单一模式或不同模式对患者进行多次成像。解释并比较图像集时的一个步骤是在多个图像中的不同点之间建立对应关系。图像配准是计算一个图像空间中的坐标和另一图像空间中的坐标之间的映射或变换的过程。这种变换导致不同图像集中的相同解剖结构点彼此映射，并且可用于融合图像集以使用组合成像信息来进行诊断和处置。
图像配准和融合在各种背景下(包括在组合诸如来自MR的软组织与来自CT的骨骼等的互补结构信息的情况下)可以是有用的。图像融合对于解释功能成像也是非常有用的。在功能PET或fMR图像与高分辨率解剖结构图像融合的情况下，功能特性可以与其发生的解剖结构相联系。
配准可以包括但不限于对一个或多个空间变换、对准变换或分次内变换的确定，其中这些变换在应用于医学图像中的一个或全部两个的情况下将导致相应解剖学特征的重叠。空间变换或对准变换或分次内变换可以包括刚体变换和/或可变形变换，并且在医学图像来自不同坐标系或参考系的情况下可以考虑这些坐标系或参考系的差异。
一般来说，图像配准可能涉及相似度值、或者等效地、涉及差值(例如，互相关度、熵、互信息、梯度相关度、模式强度、梯度差、图像强度梯度)的计算，其中这些值被评价以确定计划室图像中的靶的位置和处置室图像中的靶的位置之间的空间变换。可以利用其它的图像配准方法。对于不使用相同成像系统且不在相同时间获取医学图像的情况，配准过程可以包括但不限于对考虑不同成像系统的成像模式、成像几何结构和/或参考系之间的差异的第一变换的确定、以及对考虑在获取时间之间可能已经发生的身体部位的潜在解剖学差异(例如，定位差异、整体移动、身体部位内的不同结构之间的相对移动、整体变形、以及身体部位内的局部变形等)的第二变换的确定。
各种图像配准方法可以与这里所描述的实施例一起使用。在一个示例中，可以使用基于点的配准。点是可以用于医学图像配准的简单几何特征。基于点的配准涉及确定两个图像中的相应点的3D坐标、以及计算使这些点最佳对准的变换。
在另一实施例中，可以使用基于表面的配准。解剖对象或结构的3D边界或表面是可用于医学图像配准的几何特征。基于表面的图像配准方法可以涉及确定两个图像中的相应表面、以及计算使这些表面最佳对准的变换。尽管基于点的配准涉及一般使少量的相应基准点对准，但是基于表面的配准涉及一般使更大量的不可获得点对应关系信息的点对准。
在另一实施例中，可以使用基于强度的配准。基于强度的配准可以涉及使用仅基于图像中的像素或体素的值的对准量度来计算两个图像之间的变换。在其它实施例中，可以使用其它的图像配准方法。
这里，术语“对准变换(例如，体积对准)”是指第一坐标系(例如但不限于患者的计划图像坐标系)和第二坐标系(处置室坐标系)之间的变换，由此对准变换例如但不限于在处置分次开始之前的患者摆位时确定第二坐标系中的靶相对于第一坐标系的位置。
这里，术语“分次内变换”是指第一坐标系和第二坐标系之间的变换，由此分次内变换在过程开始之后(例如但不限于在处置分次期间)确定第一坐标系中的靶相对于第二坐标系的位置。
术语“靶”可以是指处置区域(例如，肿瘤)附近(一定接近度内)的一个或多个基准点。在另一实施例中，靶可以是骨结构。在又一实施例中，靶可以指患者的软组织。如这里所描述的，靶可以是能够被识别并跟踪的任何定义结构或区域。
需要改进图像配准方法，以提高定位一个或多个图像中的靶的精度和计算效率，从而更精确且更高效地确定靶位置在处置室参考系中相对于处置计划图像参考系之间的空间变换。
图1A示出根据这里所描述的实施例的可以使用的放射处置系统1200。如图所示，图1A示出放射处置系统1200的配置。在所示的实施例中，放射处置系统1200包括用作放射处置源的直线加速器(LINAC)1201。在一个实施例中，LINAC 1201安装在具有多个(例如，5个或更多个)自由度的机器人臂1235的一端以对LINAC 1201进行定位，从而在患者周围的操作体积中利用从多个角度、在多个平面中递送的束来辐照病理解剖结构(例如，靶120)。处置可以涉及具有单个等中心点、多个等中心点或具有非等中心趋向的束路径。可选地，可以使用其它类型的图像引导放射处置(IGRT)系统。如以下所描述的，在一个可选实施例中，LINAC 1201可以安装在基于机架的系统上。
在处置期间，可以通过移动机器人臂1235来将LINAC 1201定位在多个不同节点(LINAC 1201停止和可以递送放射的预定义位置)处。在节点处，LINAC 1201可以将一个或多个放射处置束递送至靶。节点可以围绕患者被布置成近似球形的分布。节点的具体数量以及在各节点处施加的处置束的数量可以根据要处置的病理解剖结构的位置和类型而变化。
放射处置系统1200包括成像系统1210，该成像系统1210具有与x射线源1203A和1203B(即，成像源)以及固定x射线检测器1204A和1204B相连接的处理装置1230。可选地，x射线源1203A、1203B和/或x射线检测器1204A、1204B可以是移动的，其中在这种情况下，它们可被重新定位成保持与靶120的对准、或可选地从不同取向对靶进行成像或者获取多个x射线图像并重建三维(3D)锥形束CT。在一个实施例中，如本领域技术人员将理解的，x射线源不是点源，而是x射线源阵列。在一个实施例中，LINAC 1201用作成像源，其中LINAC电力水平降低至成像用的可接受水平。
成像系统1210可以进行诸如锥形束CT或螺旋兆伏级计算机断层成像(MVCT)等的计算机断层成像(CT)，并且成像系统功能1210所生成的图像可以是二维(2D)或三维(3D)的。两个x射线源1203A和1203B可以安装在手术室的天花板上的固定位置处，并且可以对准以将来自两个不同角度位置(例如，间隔90度)的x射线成像束投影成在机器等中心点(这里称为处置中心，其提供用于在处置期间将患者定位在处置床1206上的参考点)处相交并在穿过患者之后照射相应检测器1204A和1204B的成像平面。在一个实施例中，成像系统1210提供靶和周围感兴趣体积(VOI)的立体成像。在其它实施例中，成像系统1210可以包括多于或少于两个的x射线源、以及多于或少于两个的检测器，并且任意检测器可以是可移动的，而不是固定的。在另外的其它实施例中，x射线源和检测器的位置可以互换。如本领域技术人员所公知的，检测器1204A和1204B可以由用于将x射线转换为可见光的闪烁材料(例如，非晶硅)、以及用于将光转换为数字图像的CMOS(互补金属氧化物硅)或CCD(电荷耦合器件)成像单元的阵列制成，其中在用于将数字图像的坐标系变换为参考图像的坐标系的图像配准过程期间，可以将数字图像与参考图像进行比较。参考图像可以例如是数字重建放射影像(DRR)，其中该数字重建放射影像(DRR)是基于通过将射线投射通过CT图像来模拟x射线图像形成过程、从3D CT图像生成的虚拟x射线图像。
IGRT递送系统1200还包括辅助成像系统1239。成像系统1239是锥形束计算机断层成像(CBCT)的成像系统，例如，medPhoton ImagingRing系统。可选地，可以使用其它类型的体积成像系统。辅助成像系统1239包括附接至臂和轨道系统(未示出)的可旋转机架1240(例如，环)，其中臂和轨道系统使可旋转机架1240沿着一个或多个轴(例如，沿着从处置床1206的头部延伸至脚部的轴)移动。成像源1245和检测器1250安装到可旋转机架1240。可旋转机架1240可以围绕从处置床的头部延伸至脚部的轴360度旋转。因此，成像源1245和检测器1250可以以多个不同角度定位。在一个实施例中，成像源1245是x射线源，并且检测器1250是x射线检测器。在一个实施例中，辅助成像系统1239包括可单独旋转的两个环。成像源1245可以安装到第一环，并且检测器1250可以安装到第二环。在一个实施例中，可旋转机架1240在放射处置递送期间置于处置床的脚部，以避免与机器人臂1202的碰撞。
如图1A所示，图像引导放射处置系统1200还可以与处置递送工作站150相关联。处置递送工作站可以远离放射处置系统1200地位于与放射处置系统1200和患者所在的处置室不同的房间中。如这里所述，处置递送工作站150可以包括处理装置(其可以是处理装置1230或其它处理装置)和存储器，其中处理装置和存储器根据基于一个或多个图像配准的靶运动检测来修改到患者1225的处置递送。
在一些实施例中，可以使用具有螺旋递送的机架系统来使成像系统1210旋转。例如，可以使用机架系统以不同的角度获取两个、三个或更多个图像(例如，x射线图像)。放射处置递送系统还可以包括位于患者周围的旋转成像系统109。
在一个实现中，系统1200包括无框架机器人放射外科手术系统(例如，
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处置递送系统)。在另一实现中，系统1200连接至基于机架的LINAC处置系统，其中，例如，LINAC 1201连接至基于机架的系统中的机架。可选地，系统1200可以与其它类型的放射处置系统(例如，如以下所讨论的螺旋递送系统)一起使用。
图1B示出图像引导放射处置(IGRT)系统700的配置。一般来说，IGRT系统700可以与图1A的放射处置系统1200相对应。
如图1B所示，IGRT系统700可以包括两个千伏(kV)级成像源702A和702B，其可以安装在手术室的天花板720上的轨道722A和722B上，并且可以对准以将来自两个不同位置的成像x射线束704A和704B投影成使得束704A的射线712A与束704B的射线712B在成像中心726(即，等中心点)处相交，该成像中心726提供了用于在处置期间将用以生成处置束716A、716B和716C的LINAC 708以及患者710定位在处置床714上的参考点。在穿过患者710之后，成像x射线束704A和704B可以照射x射线检测器724A和724B的相应成像表面，其中x射线检测器724A和724B可以安装在手术室的地板718上或附近并且彼此基本上平行(例如，在5度内)。kV级成像源702A和702B可以基本上共面，使得kV级成像源702A和702B的成像表面形成单个成像平面。在一个实施例中，kV级成像源702A和702B可以用单个kV级成像源替代。一旦已经生成患者710的x射线图像，LINAC 708就可以旋转以从不同角度生成处置束716。在LINAC 708旋转至不同角度的同时，kV级成像源702A和702B就可以沿着轨道722A和722b移动以从新角度生成患者710的x射线图像。
图2示出根据这里所描述的实施例的处于延伸位置的体积成像装置202。在一个实施例中，体积成像装置包括源204和检测器206。在一个实施例中，体积成像器202的源204和检测器206可以在放射处置期间使用以跟踪靶并使患者对准。在一个实施例中，体积成像装置202可以用于拍摄可以用于进行跟踪和对准的一系列图像。在另一实施例中，体积成像装置202可以与诸如静态2D x射线成像器(例如，210)等的第二成像器结合使用，以进行跟踪和对准。在一个实施例中，当体积成像装置202处于延伸位置时，有可能与放射治疗装置的处置束212和/或放射处置装置(例如，LINAC 208)碰撞。在处于延伸位置期间，体积成像装置202的源204和检测器206可以保持与LINAC 208和/或处置束212的正交对准，以避免这种碰撞。针对图3、图5A和图5B提供了与保持正交对准有关的更多详情。
图3示出根据这里所描述的实施例的体积成像装置202和缩回位置201。在一个实施例中，体积成像装置包括源204和检测器206。在一个实施例中，体积成像器202的源204和检测器206可以在放射处置期间使用以跟踪靶并使患者对准。在一个实施例中，体积成像装置202可以用于拍摄可用于进行跟踪和对准的一系列图像。在另一实施例中，体积成像装置202可以与诸如静态2D x射线成像器(例如，210)等的第二成像器结合使用，以进行跟踪和对准。体积成像装置202可以在处置束活动时的缩回位置201和处置束不活动时的延伸位置(如图所示)之间交替。当处于延伸位置时，体积成像器202可以进行对准和跟踪。在一个实施例中，当体积成像装置202处于缩回位置201时，体积成像装置202的源204和检测器206可以保持与LINAC 208和/或处置束212的正交对准，以避免在体积成像器202移动至延伸位置时发生这种碰撞。有利地，在体积成像装置202处于缩回位置201期间保持正交对准允许向处置时间增加相对少的时间。针对图5A和5B提供了与保持正交对准有关的更多详情。
图4示出根据这里所描述的实施例的处于用于MV射野成像的位置的体积成像装置202。在一个实施例中，体积成像装置包括源(未示出)和检测器206。在一个实施例中，体积成像器202的源和检测器206可以在放射处置期间使用以跟踪靶并使患者对准。在一个实施例中，对于MV射野成像，仅使用检测器206来进行跟踪和对准。在MV射野成像期间，检测器206可被置于用以允许在LINAC 208的处置束212通过患者之后捕捉该处置束212的位置处。
在一个实施例中，体积成像装置202可以用于拍摄可用于进行跟踪和对准的一系列MV射野图像。在另一实施例中，体积成像装置202可以与诸如静态2D x射线成像器(例如，210)等的第二成像器结合使用，以进行跟踪和对准。体积成像装置202的检测器206可以移动至允许与处置束212直接对准的位置处，同时源移动至避免与LINAC 208和处置束212碰撞的位置处。针对图5A和5B提供了与保持直接对准有关的更多详情。
图5A示出根据这里所描述的实施例的旋转2D x射线成像器和机器人治疗装置的协调运动的方法500。一般来说，方法500可以由如下的处理逻辑进行，其中该处理逻辑可以包括硬件(例如，处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，方法500可以由图1的放射处置系统1200的处理逻辑进行。
如图5A所示，方法500可以在块502处以用于确定放射处置递送期间的体积成像器的第一位置集的处理逻辑开始。在一个实施例中，第一位置集与用于放射处置递送的可能的体积成像器位置相对应。在一个实施例中，在处置计划期间，处理逻辑确定处置期间的完整的体积成像器可能位置集。在另一实施例中，处理逻辑在处置计划期间确定位置。
在块504处，处理逻辑确定放射处置递送期间的直线加速器(LINAC)的第二位置集。在一个实施例中，第二位置集与用于放射处置递送的确定的LINAC位置相对应。在一个实施例中，在处置计划期间，处理逻辑确定处置期间的完整的LINAC可能位置集。在另一实施例中，处理逻辑在处置计划期间确定位置。
在块506处，处理逻辑确定用于放射处置递送的LINAC的放射束方向性集。在一个实施例中，对于LINAC的第二位置集中的各位置，放射束与可能放射束方向性集中的放射束方向性相对应。在一个实施例中，在处置计划期间，处理逻辑确定处置期间的完整的LINAC处置束可能方向性集。在另一实施例中，处理逻辑在处置计划期间确定方向性。
在块508处，处理逻辑基于第一位置集、第二位置集、放射束方向性集、以及处置时间约束而生成用于体积成像器的指令集。处理逻辑还可以基于放射处置递送期间的放射束大小而生成用于体积成像器的指令集。在另一实施例中，利用最大可能束大小而不是实际束大小来生成指令。在一个实施例中，生成指令集以避免处置期间在体积成像器和LINAC之间发生碰撞。在另一实施例中，生成指令集以避免处置期间在体积成像器和放射束之间发生碰撞。在另一实施例中，生成指令集以避免处置期间在体积成像器和LINAC之间以及在体积成像器和放射束之间发生碰撞。指令集可以包括体积成像器的物理位置以及与物理位置相对应的定时值。
在一个实施例中，在块511处，为了生成指令，处理逻辑可以判断第一位置集中的各位置是否安全地免于与LINAC碰撞和/或免于与放射束路径碰撞，其中LINAC用于沿着该放射束路径引导放射束。块513处的处理逻辑根据第一位置集生成位置子集，其中位置子集中的各位置安全地免于碰撞。在块515处，处理逻辑根据位置子集生成过滤后的位置子集。过滤后的子集可以包括位置子集中的不违反处置时间约束的位置。在块517处，处理逻辑基于过滤后的位置子集而生成用于体积成像器的指令集。有利地，通过根据过滤后的位置子集生成指令集，所得到的处置可以避免冲突，同时对总处置时间的增加不多于阈值时间。
可以生成指令以优化各种处置特征。例如，在一个实施例中，指令可以基于放射处置递送的最小运动时间来优化体积成像器移动。在另一实施例中，指令可以基于放射处置递送期间的最小体积成像器移动来优化体积成像器移动。在又一实施例中，指令可以基于递送期间放射束和体积成像器之间的距离最大化来优化体积成像器移动。在各种其它实施例中，可以进行其它优化。
在块510处，处理逻辑根据指令集在放射处置递送期间操作体积成像器。在一个实施例中，处理逻辑进行放射处置递送。可选地，处理逻辑可以在处置期间判断是否正在发生或即将发生碰撞，并且在块512处响应于正在发生或即将发生碰撞而暂停放射处置递送。有利地，通过进行该辅助检查，可以减少和/或完全消除碰撞及其所造成的损害。
处理逻辑可以基于用于体积成像器的指令集来进行模拟放射处置递送，并且响应于在模拟递送期间发生碰撞而向用户提供通知。在一个实施例中，处理逻辑可以进行模拟放射处置递送，并基于床位置的变化和成像校正的变化至少之一来提供通知。通过进行模拟放射处置递送，可以在实况处置期间实际发生碰撞之前检测潜在的碰撞。
图5B示出根据这里所描述的实施例的使用体积成像器进行靶跟踪的第一方法501。一般来说，方法501可以由如下的处理逻辑进行，其中该处理逻辑可以包括硬件(例如，处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，方法501可以由图1的放射处置系统1200的处理逻辑进行。
在块503处，处理逻辑以从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像开始，并且在块505处，处理逻辑接收包括患者的靶的第二图像。在一个实施例中，第一图像是三维(3D)分次内图像。3D分次内图像可以是以下各项其中之一：千伏级锥形束计算机断层成像(kV-CBCT)图像、兆伏级锥形束计算机断层成像(MV-CBCT)图像、兆伏级计算机断层成像(MVCT)图像、或任何其它图像类型。在一个实施例中，从体积成像器接收第二图像。在另一实施例中，从静态x射线成像器接收第二图像。
块507处的处理逻辑使用第一图像和第二图像来跟踪靶的位置。在一个实施例中，为了进行跟踪，处理逻辑在放射处置期间保持直线加速器(LINAC)的处置束与体积成像器的源和检测器对之间的正交对准。有利地，通过保持正交对准，可以防止LINAC(以及LINAC的处置束)和体积成像器之间的碰撞。可选地，在块509处，处理逻辑可以根据放射处置计划来递送放射处置，其中放射处置计划识别放射处置递送期间的直线加速器(LINAC)的位置集。如这里所述，LINAC的位置集可以是包括等于或大于成像灵活性阈值的位置的过滤后位置集。
图5C示出根据这里所描述的实施例的使用体积成像器进行靶跟踪的第二方法519。一般来说，方法519可以由如下的处理逻辑进行，其中该处理逻辑可以包括硬件(例如，处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码、装置的硬件等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，方法519可以由图1的放射处置系统1200的处理逻辑进行。
在块514处，处理逻辑以在处置束活动期间使体积成像器缩回至缩回位置开始。在块516处，处理逻辑在体积成像器处于缩回位置期间保持LINAC和体积成像器之间的正交对准，并且在块518处，处理逻辑在处置束不活动期间使体积成像器延伸至延伸位置。
在块520(其可以代替块514～518的操作或者作为块514～518的操作的附加而进行)处，处理逻辑在体积成像器处于延伸位置并且处置束活动期间保持LINAC和体积成像器之间的正交对准。在块522处，处理逻辑保持直线加速器(LINAC)的处置束和体积成像器的检测器之间的直接对准。在该实施例中，处置束将要击中检测器的大致中心位置以进行MV射野成像。在该实施例中，第一图像是MV射野图像。
在一个实施例中，方法519的体积成像器包括如这里所述的源和检测器，并且处理逻辑还用于修改体积成像器的源的位置以避免处置期间在体积成像器和LINAC之间发生碰撞。在另一实施例中，处理逻辑用于避免处置期间在体积成像器和放射束之间发生碰撞。在另一实施例中，处理逻辑用于避免处置期间在体积成像器和LINAC之间以及在体积成像器和放射束之间发生碰撞。
应当注意，这里所描述的实施例可以与各种类型的计划图像类型一起使用，包括诊断kV-CT、MRI、kV-CBCT和MVCT。这里所讨论的方法可以与基于MR的计划一起使用(例如，在无CT用于或可用于处置计划的情况下)。这里所讨论的实施例还可以与各种类型的分次内3D图像一起使用，包括kV-CBCT、MVCT、MVCBCT以及室内螺旋/诊断kV-CT。这里所讨论的实施例可以与各种类型的分次内2D成像系统一起使用，包括立体x射线对、旋转单目镜2D x射线成像器、以及(外科手术和介入性引导应用中所使用的)C形臂术中成像系统。尽管有时与机器人外科手术系统相关地描述了实施例，但在可选实施例中，这里所讨论的方法可以与诸如螺旋递送系统和基于机架的系统等的其它类型的处置递送系统一起使用。另外，尽管有时与medPhoton ImagingRing系统(IRS)相关地描述了实施例，但在可选实施例中，这些方法可以与其它类型的体积成像系统一起使用。
图6示出不同系统600的示例，其中在不同系统600内，可以执行用于使系统进行这里所讨论的任何一种或多种方法的指令集。在可选实现中，机器可以连接(例如，联网)至LAN、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。系统各自可以以客户端-服务器网络环境中的服务器或客户机的能力运行，作为对等(或分布式)网络环境中的对等机运行、或者作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户机运行。
系统是能够执行用于指定该机器所要采取的动作的指令集(序列或以其它方式)的机器。此外，虽然示出单个机器，但术语“机器”也应被视为包括单独或联合执行一个(多个)指令集以进行这里所讨论的任何一种或多种方法的任何机器集合。
可以表示处置递送系统1200、800、709或一些其它系统的示例性放射处置递送系统110包括经由总线630彼此通信的处理装置602、主存储器604(例如，只读存储器(ROM)、闪速存储器、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等的动态随机存取存储器(DRAM)等)、静态存储器606(例如，闪速存储器、静态随机存取存储器(SRAM)等)、以及数据存储装置618。
处理装置602表示例如微处理器或中央处理单元等的一个或多个通用处理装置。处理装置可以是与处理装置1230相同或不同的处理装置，并且还可以表示处置递送工作站150中的处理装置。更特别地，处理装置可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、或用于实现其它指令集的处理器、或用于实现指令集的组合的处理器。处理装置602还可以是诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或网络处理器等的一个或多个专用处理装置。处理装置602被配置为执行用于进行这里所讨论的操作和步骤的指令626。
计算机系统600还可以包括用以通过网络620来进行通信的网络接口装置608。计算机系统600还可以包括视频显示单元610(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置612(例如，键盘)、光标控制装置614(例如，鼠标)、图形处理单元622、信号生成装置616(例如，扬声器)、图形处理单元622、视频处理单元628和音频处理单元632。
数据存储装置618可以包括机器可读存储介质624(也称为计算机可读介质)，其中该机器可读存储介质624上存储了用于体现这里所描述的任何一种或多种方法或功能的一个或多个指令集或软件626。在由同样构成机器可读存储介质的计算机系统600、主存储器604和处理装置602执行期间，指令626可以完全或至少部分地存在于主存储器604和/或处理装置602内。
在一个实现中，指令626包括用以实现与这里的公开相对应的功能的x射线运动部件699。虽然机器可读存储介质624在示例性实现中被示出为单个介质，但术语“机器可读存储介质”应被视为包括用于存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中或分布式数据库、以及/或者相关联的缓存器和服务器)。术语“机器可读存储介质”也应被视为包括能够存储供机器执行的指令集或对其进行编码、并使机器执行本发明的任何一种或多种方法的任何介质。因此，术语“机器可读存储介质”应被视为包括但不限于固态存储器、光学介质和磁性介质。
图7示出根据本发明的实现方式的基于机架的强度调制放射处置(IMRT)系统709。在基于机架的系统709中，具有头部组件701的放射源(例如，LINAC 1201)安装在机架703上。在一个实施例中，可以从(例如，围绕旋转轴的)圆形旋转平面上的多个位置递送放射束160。在一个实施例中，系统709包括处置成像系统，其可以包括kV级成像源705和x射线检测器707。kV级成像源705可以用于通过将入射在x射线检测器707上的一系列x射线束引导至患者的ROI处来生成ROI的x射线图像，其中x射线检测器707与kV级成像源705相对以对患者进行成像从而进行摆位、并生成处置中图像。所得到的系统生成任意形状的放射束760，其中该放射束760在等中心点处彼此相交，以向靶位置递送剂量分布。在一个实现中，基于机架的系统700可以是基于c形臂的系统。
图8示出根据本发明的实施例的螺旋放射递送系统800。螺旋放射递送系统800可以包括安装到环形机架820的直线加速器(LINAC)810。LINAC 810可以用于通过将电子束引导朝向x射线发射靶来生成窄的强度调制笔形束(即，处置束)。处置束可以向靶区域(即，肿瘤)递送放射。环形机架820大致具有圆环(toroidal)形状，其中患者830延伸穿过环/圆环的孔，并且LINAC 810安装在环的周边并且围绕穿过中心的轴旋转，以利用从患者周围的一个或多个角度递送的束来辐照靶区域。在处置期间，患者830可以在处置床840上同步地移动通过机架的孔。
螺旋放射递送系统800包括处置成像系统，其可以包括kV级成像源850和x射线检测器870。kV级成像源850可以用于通过将入射在x射线检测器870上的一系列x射线束引导至患者830的感兴趣区域(ROI)处来生成ROI的x射线图像，其中x射线检测器870与kV级成像源850相对以对患者830进行成像从而进行摆位、并生成处置中图像。处置成像系统还可以包括准直器860。在一个实施例中，准直器860可以是可变孔径准直器。在另一实施例中，准直器860可以是多叶准直器(MLC)。MLC包括用于容纳多个叶的壳体，其中这多个叶可移动地调整MLC的孔径以实现成像x射线束的成形。在另一实施例中，可变孔径准直器860可以是包含梯形块的虹膜准直器，其中这些梯形块以与照相机虹膜类似的方式沿着框架移动以产生用于实现成像x射线束的成形的可变大小的孔径。kV级成像源850和x射线检测器870可以相对于LINAC 810正交(例如，相隔90度)地安装在环形机架820上，并且可以对准以将成像x射线束投影在靶区域上并在穿过患者130之后照射检测器870的成像平面。在一些实施例中，LINAC 810和/或kV级成像源850可以以类似悬臂的方式安装到C形臂机架，其中C形臂机架使LINAC 810和kV级成像源850围绕穿过等中心的轴旋转。本发明的方面还可用于诸如以下的其它这类系统：基于机架的LINAC系统、与放射治疗和放射外科手术相关联的静态成像系统、使用一体化图像引导的质子治疗系统、介入性放射学以及术中x射线成像系统等。
螺旋放射递送系统800还包括辅助成像系统801。成像系统801是CBCT成像系统，例如，medPhoton ImagingRing系统。可选地，可以使用其它类型的体积成像系统。辅助成像系统801包括附接至臂和轨道系统(未示出)的可旋转机架807(例如，环)，其中臂和轨道系统使可旋转机架807沿着一个或多个轴(例如，沿着从处置床840的头部延伸至脚部的轴)移动。成像源803和检测器805安装到可旋转机架807。可旋转机架807可以围绕从处置床的头部延伸至脚部的轴360度旋转。因此，成像源803和检测器805可以以多个不同角度定位。在一个实施例中，成像源803是x射线源，并且检测器805是x射线检测器。在一个实施例中，辅助成像系统801包括可单独旋转的两个环。成像源803可以安装到第一环，并且检测器805可以安装到第二环。
从前面的描述中显而易见的是，本发明的各方面可以至少部分地以软件实现。也就是说，该技术可以在响应于处理装置625、640或602(参见图6)的、例如执行存储器中所包含的指令的序列的计算机系统或其它数据处理系统中执行。在各种实现中，硬件电路可以与软件指令结合使用以实现本发明。因此，技术不限于硬件电路和软件的任何特定组合或数据处理系统所执行的指令的任何特定源。另外，在整个说明书中，各种功能和操作可被描述为由软件代码执行或推进以简化描述。然而，本领域技术人员将认识到这种表达的含义是这些功能是由于处理装置625、640或602执行代码而得到的。
可以使用机器可读介质来存储软件和数据，其中这些软件和数据在由通用或专用数据处理系统执行时使该系统进行本发明的各种方法。该可执行软件和数据可以存储在各种地方，包括例如系统存储器以及能够存储软件程序或数据至少之一的存储装置或任何其它装置。因此，机器可读介质包括以机器(例如，计算机、网络装置、个人数字助理、制造工具、具有一个或多个处理器的集合的任何装置等)可访问的形式提供(即，存储)信息的任何机构。例如，机器可读介质包括可记录/不可记录介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储器装置等。机器可读介质可以是非暂时性计算机可读存储介质。
除非从前面的讨论中明显说明，否则应当理解，诸如“接收”、“定位”、“进行”、“发射”或“使”等的术语可以是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，其中该计算机系统或类似电子计算装置操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(例如，电子)量的数据并将该数据变换为类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或者其它这类信息存储或显示装置内的物理量的其它数据。可以使用计算机软件来实现这里所描述的方法的实现。如果用符合公认标准的编程语言编写，则可以编译被设计为实现这些方法的指令的序列，以在各种硬件平台上执行并且与各种操作系统相配合。另外，不参考任何特定编程语言来描述本发明的实现。应当理解，可以使用各种编程语言来实现本发明的实现。
应当注意，这里描述的方法和设备不限于仅用于医学诊断成像和处置。在可选实现中，这里的方法和设备可用于医疗技术领域之外的应用，例如工业成像和材料的非破坏性测试。在这样的应用中，例如，“处置”一般可以是指由处置计划系统控制的操作的实现，诸如束(例如，放射束、声束等)的应用，并且“靶”可以是指非解剖对象或区域。
在前面的说明书中，已经参考具体典型实现描述了本发明。然而，显而易见的是，在不脱离所附权利要求中所阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为说明性意义而非限制性意义。
条款
旋转2D x射线成像器和直线加速器的协调运动
1.一种操作放射处置递送系统的方法，包括：
确定放射处置递送期间的体积成像器的第一位置集，所述第一位置集与用于所述放射处置递送的可能体积成像器位置相对应；
确定放射处置递送期间的直线加速器即LINAC的第二位置集，所述第二位置集与用于所述放射处置递送的确定的LINAC位置相对应；
确定用于所述放射处置递送的所述LINAC的放射束方向性集，其中对于所述LINAC的第二位置集中的各位置，放射束与多个可能放射束方向性中的放射束方向性相对应；
通过处理逻辑，基于所述第一位置集、所述第二位置集、所述放射束方向性集、以及处置时间约束来生成用于所述体积成像器的指令集以避免所述体积成像器和所述LINAC之间以及所述体积成像器和所述放射束之间的碰撞，其中所述指令集包括所述体积成像器的物理位置以及与所述物理位置相对应的定时值；以及
根据所述指令集，在所述放射处置递送期间操作所述体积成像器。
2.根据条款1所述的方法，其中，生成用于所述体积成像器的指令集包括：
判断所述第一位置集中的各位置是否安全地免于与所述LINAC碰撞以及免于与放射束路径碰撞，其中所述LINAC用于沿着所述放射束路径引导所述放射束；
根据所述第一位置集生成位置子集，其中所述位置子集中的各位置安全地免于碰撞；
根据所述位置子集生成过滤后的位置子集，其中过滤后的子集包括所述位置子集中的不违反处置时间约束的位置；以及
基于过滤后的位置子集而生成用于所述体积成像器的指令集。
3.根据条款1所述的方法，还包括：基于所述放射处置递送的最小运动时间来优化用于所述体积成像器的指令集。
4.根据条款1所述的方法，还包括：基于所述放射处置递送期间的最小体积成像器移动来优化用于所述体积成像器的指令集。
5.根据条款1所述的方法，还包括：基于在递送期间所述放射束和所述体积成像器之间的距离最大化来优化用于所述体积成像器的指令集。
6.根据条款1所述的方法，还包括：基于放射处置递送期间的放射束大小而生成用于所述体积成像器的指令集。
7.根据条款1所述的方法，还包括：
判断是否正在发生或即将发生碰撞；以及
响应于正在发生或即将发生碰撞而暂停所述放射处置递送。
8.根据条款1所述的方法，还包括：
基于用于所述体积成像器的指令集来进行模拟放射处置递送；以及
响应于在模拟递送期间发生碰撞而向用户提供通知。
9.一种放射处置递送系统，包括：
存储器；以及
处理装置，其可操作地与所述存储器联接以：
确定放射处置递送期间的体积成像器的第一位置集，所述第一位置集与用于所述放射处置递送的可能体积成像器位置相对应；
确定放射处置递送期间的x射线直线加速器即x射线LINAC的第二位置集，所述第二位置集与用于所述放射处置递送的确定的LINAC位置相对应；
确定放射处置递送期间的所述LINAC的放射束的第三位置集，所述第三位置集与用于所述放射处置递送的确定的放射束位置相对应；
通过所述处理装置基于所述第一位置集、所述第二位置集、所述放射束方向性集、以及处置时间约束来生成用于所述体积成像器的指令集以避免所述体积成像器和所述LINAC之间以及所述体积成像器和所述放射束之间的碰撞，其中所述指令集包括所述体积成像器的物理位置以及与所述物理位置相对应的定时值；以及
根据所述指令集，在所述放射处置递送期间操作所述体积成像器。
10.根据条款9所述的放射处置递送系统，其中，为了生成用于所述体积成像器的指令集，所述处理装置用于：
判断所述第一位置集中的各位置是否安全地免于与所述LINAC碰撞以及免于与放射束路径碰撞，其中所述LINAC用于沿着所述放射束路径引导所述放射束；
根据所述第一位置集生成位置子集，其中所述位置子集中的各位置安全地免于碰撞；
根据所述位置子集生成过滤后的位置子集，其中过滤后的子集包括所述位置子集中的不违反处置时间约束的位置；以及
基于过滤后的位置子集而生成用于所述体积成像器的指令集。
11.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：基于所述放射处置递送的最小运动时间来优化用于所述体积成像器的指令集。
12.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：基于所述放射处置递送期间的最小体积成像器移动来优化用于所述体积成像器的指令集。
13.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：基于在递送期间所述放射束和所述体积成像器之间的距离最大化来优化用于所述体积成像器的指令集。
14.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：基于放射处置递送期间的放射束大小而生成用于所述体积成像器的指令集。
15.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：
判断是否正在发生或即将发生碰撞；以及
响应于正在发生或即将发生碰撞而暂停所述放射处置递送。
16.根据条款9所述的放射处置递送系统，所述处理装置还用于：
基于用于所述体积成像器的指令集来进行模拟放射处置递送；以及
响应于在模拟递送期间发生碰撞而向用户提供通知。
17.一种非暂时性计算机可读介质，其包括在由放射处置递送系统的处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作的指令：
确定放射处置递送期间的体积成像器的第一位置集，所述第一位置集与用于所述放射处置递送的可能体积成像器位置相对应；
确定放射处置递送期间的x射线直线加速器即x射线LINAC的第二位置集，所述第二位置集与用于所述放射处置递送的确定的LINAC位置相对应；
确定放射处置递送期间的所述LINAC的放射束的第三位置集，所述第三位置集与用于所述放射处置递送的确定的放射束位置相对应；
通过所述处理装置基于所述第一位置集、所述第二位置集、所述放射束方向性集、以及处置时间约束来生成用于所述体积成像器的指令集以避免所述体积成像器和所述LINAC之间以及所述体积成像器和所述放射束之间的碰撞，其中所述指令集包括所述体积成像器的物理位置以及与所述物理位置相对应的定时值；以及
根据所述指令集，在所述放射处置递送期间操作所述体积成像器。
18.根据条款17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，为了生成用于所述体积成像器的指令集，所述处理装置用于：
判断所述第一位置集中的各位置是否安全地免于与所述LINAC碰撞以及免于与放射束路径碰撞，其中所述LINAC用于沿着所述放射束路径引导所述放射束；
根据所述第一位置集生成位置子集，其中所述位置子集中的各位置安全地免于碰撞；
根据所述位置子集生成过滤后的位置子集，其中过滤后的子集包括所述位置子集中的不违反处置时间约束的位置；以及
基于过滤后的位置子集而生成用于所述体积成像器的指令集。
19.根据条款17所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：基于以下各项至少之一来优化用于所述体积成像器的指令集：所述放射处置递送的最小运动时间、所述放射处置递送期间的最小体积成像器移动、以及递送期间所述放射束和所述体积成像器之间的距离。
20.根据条款17所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：
基于用于所述体积成像器的指令集来进行模拟放射处置递送；以及
响应于在模拟递送期间发生碰撞而向用户提供通知。
21.根据条款20所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述处理装置用于：进行所述模拟放射处置递送并且基于床位置的变化以及成像校正的变化至少之一来提供所述通知。
使用旋转2D x射线成像器作为成像装置以在放射处置递送期间进行靶跟踪
1.一种方法，包括：
从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像；
接收包括所述患者的靶的第二图像；以及
由处理装置使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置。
2.根据条款1所述的方法，其中，所述第一图像是三维分次内图像即3D分次内图像，以及所述3D分次内图像是以下各项其中之一：千伏级锥形束计算机断层成像图像即kV-CBCT图像、兆伏级锥形束计算机断层成像图像即MV-CBCT图像、以及兆伏级计算机断层成像图像即MVCT图像。
3.根据条款1所述的方法，其中，从以下各项其中之一接收所述第二图像：所述体积成像器以及静态x射线成像器。
4.根据条款1所述的方法，其中，进行跟踪包括：在放射处置期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的源和检测器对之间的正交对准。
5.根据条款4所述的方法，还包括：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
6.根据条款4所述的方法，还包括：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
7.根据条款1所述的方法，还包括：
根据放射处置计划来递送放射处置，其中所述放射处置计划识别所述放射处置递送期间的直线加速器即LINAC的位置集，以及所述LINAC的位置集是包括等于或大于成像灵活性阈值的位置的过滤后位置集。
8.根据条款1所述的方法，其中，所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像。
9.根据条款8所述的方法，还包括：保持直线加速器即LINAC的处置束和所述体积成像器的检测器之间的直接对准，使得所述处置束将要击中所述检测器的大致中心位置。
10.根据条款9所述的方法，其中，所述体积成像器包括源和检测器，以及所述方法还包括修改所述体积成像器的源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所
述源之间的接触。
11.一种放射处置递送系统，包括：
体积成像器，用于获取患者内的靶的第一图像；
直线加速器即LINAC，用于递送放射处置；以及
处理装置，其可操作地与体积成像器和所述LINAC连接以：
从所述体积成像器接收所述第一图像；
接收包括所述靶的第二图像；以及
使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置。
12.根据条款11所述的系统，其中，所述第一图像是三维分次内图像即3D分次内图像，以及所述3D分次内图像是以下各项其中之一：千伏级锥形束计算机断层成像图像即kV-CBCT图像、兆伏级锥形束计算机断层成像图像即MV-CBCT图像、以及兆伏级计算机断层成像图像即MVCT图像。
13.根据条款11所述的系统，其中，从所述体积成像器接收所述第二图像。
14.根据条款11所述的系统，其中，为了跟踪所述靶的位置，所述处理装置用于：在放射处置期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的源和检测器对之间的正交对准。
15.根据条款14所述的系统，所述处理装置还用于：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
16.根据条款14所述的系统，所述处理装置还用于：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
17.根据条款11所述的系统，还包括：静态x射线成像器，其中从所述静态x射线成像器接收所述第二图像。
18.根据条款11所述的系统，其中，所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像。
19.根据条款18所述的系统，所述处理装置还用于：保持直线加速器即LINAC的处置束和所述体积成像器的检测器之间的直接对准，使得所述处置束用于击中所述检测器的大致中心位置。
20.根据条款19所述的系统，其中，所述体积成像器包括源和检测器，以及所述处理装置还用于修改所述体积成像器的源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所述源之间的接触。
21.一种非暂时性计算机可读介质，其包括在由处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作的指令：
从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像；
接收包括所述患者的靶的第二图像；以及
通过处理装置使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置。
22.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一图像是三维分次内图像即3D分次内图像，以及所述3D分次内图像是以下各项其中之一：千伏级锥形束计算机断层成像图像即kV-CBCT图像、兆伏级锥形束计算机断层成像图像即MV-CBCT图像、以及兆伏级计算机断层成像图像即MVCT图像。
23.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，从以下各项其中之一接收所述第二图像：所述体积成像器以及静态x射线成像器。
24.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，为了跟踪所述靶的位置，所述处理装置用于：在放射处置期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的源和检测器对之间的正交对准。
25.根据条款24所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
26.根据条款24所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
27.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：
根据放射处置计划来递送放射处置，其中所述放射处置计划识别所述放射处置递送期间的直线加速器即LINAC的位置集，以及所述LINAC的位置集是包括等于或大于成像灵活性阈值的位置的过滤后位置集。
28.根据条款21所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像。
29.根据条款28所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：保持直线加速器即LINAC的处置束和所述体积成像器的检测器之间的直接对准，使得所述处置束将要击中所述检测器的大致中心位置。
30.根据条款29所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述体积成像器包括源和检测器，以及所述处理装置还用于修改所述体积成像器的源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所述源之间的接触。

Claims (20)

1.一种靶跟踪方法，包括：
从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像；
接收包括所述患者的靶的第二图像；以及
由处理装置使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置，
其中，所述体积成像器包括源和检测器，
所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像，
所述第二图像来自所述体积成像器，
所述方法还包括：
在获得所述第一图像期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的所述检测器之间的直接对准，以及
在所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述跟踪包括：在放射处置期间保持所述LINAC的处置束与所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据放射处置计划来递送放射处置，其中所述放射处置计划识别放射处置递送期间的所述LINAC的位置集，以及所述LINAC的位置集是包括等于或大于成像灵活性阈值的位置的过滤后位置集。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在获得所述第一图像期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的所述检测器之间的直接对准包括：使得所述处置束将要击中所述检测器的大致中心位置。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括修改所述体积成像器的所述源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所述源之间的接触。
8.一种放射处置递送系统，包括：
体积成像器，用于获取患者内的靶的第一图像，其中，所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像；
直线加速器即LINAC，用于递送放射处置；以及
处理装置，其可操作地与体积成像器和所述LINAC连接以：
从所述体积成像器接收所述第一图像；
接收来自所述体积成像器的包括所述靶的第二图像，其中，所述体积成像器包括源和检测器；以及
使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置，
其中，所述处理装置还被配置为：
在获得所述第一图像期间保持所述LINAC的处置束与所述体积成像器的所述检测器之间的直接对准，以及
在所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，为了跟踪所述靶的位置，所述处理装置用于：在放射处置期间保持所述LINAC的处置束与所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
10.根据权利要求9所述的系统，所述处理装置还用于：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
11.根据权利要求9所述的系统，所述处理装置还用于：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
12.根据权利要求8所述的系统，所述处理装置还用于：使得所述处置束将要击中所述检测器的大致中心位置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述处理装置还用于修改所述体积成像器的源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所述源之间的接触。
14.一种非暂时性计算机可读介质，其包括在由处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作的指令：
从体积成像器接收包括患者的靶的第一图像，其中，所述第一图像是兆伏级射野图像即MV射野图像；
接收来自所述体积成像器的包括所述靶的第二图像，所述体积成像器包括源和检测器；以及
通过处理装置使用所述第一图像和所述第二图像来跟踪所述靶的位置，
其中，所述指令还使所述处理装置进行以下操作的指令：
在获得所述第一图像期间保持直线加速器即LINAC的处置束与所述体积成像器的所述检测器之间的直接对准，以及
在所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，为了跟踪所述靶的位置，所述处理装置用于：在放射处置期间保持所述LINAC的处置束与所述体积成像器的所述源和所述检测器的对之间的正交对准。
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：
在所述处置束活动期间使所述体积成像器缩回至缩回位置；
在所述体积成像器处于所述缩回位置期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准；以及
在所述处置束不活动期间使所述体积成像器延伸至延伸位置。
17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：在所述体积成像器处于延伸位置并且所述处置束活动期间保持所述LINAC和所述体积成像器之间的正交对准。
18.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：
根据放射处置计划来递送放射处置，其中所述放射处置计划识别放射处置递送期间的所述LINAC的位置集，以及所述LINAC的位置集是包括等于或大于成像灵活性阈值的位置的过滤后位置集。
19.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，所述处理装置还用于：使得所述处置束将要击中所述检测器的大致中心位置。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述处理装置还用于修改所述体积成像器的所述源的位置以避免所述LINAC和所述源之间、以及所述处置束和所述源之间的接触。
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