CN110678223B - 放疗设备的控制装置及放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

一种放疗设备的控制方法、装置(200,500)及放射治疗系统(400)，属于医疗技术领域，包括驱动模块(230)、控制模块(210)和输入模块(220)，驱动模块(230)和控制模块(210)分别与输入模块(220)连接，输入模块(220)用于获取第一弧形轨迹(01)。驱动模块(230)用于驱动放射治疗头(300,420)按照第一速度沿着第一弧形轨迹(01)运动。控制模块(210)用于控制放射治疗头(300,420)发出射线，并形成射野，射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值。放射治疗头(300,420)做圆周运动，放射治疗头(300,420)移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹(01)，任意两个第一弧形轨迹(01)不连续。解决了相关技术放射治疗头(300,420)运动轨迹可能无法满足治疗需求，且使用灵活性较低的问题，满足了临床上针对不同治疗进行治疗计划的特制需求，并提高了使用灵活性，用于放射治疗。

Description

放疗设备的控制装置及放射治疗系统

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别涉及一种放疗设备的控制方法、装置及放射治疗系统。

背景技术

在现代医学中，放射治疗是治疗恶性肿瘤的一种重要手段。放射治疗是指采用高能放射线杀死肿瘤，目前主要利用放射治疗头进行放射治疗。该放射治疗头一般包括射线源和射野准直系统，多叶准直器是射野准直系统的一部分。示例的，射线源可以为加速器。加速器用于发出X射线，多叶准直器用于产生满足要求的射野，射野指的是X射线照射的面积和形状，定义了射线照射的一个范围。加速器发出的X射线经过多叶准直器产生的射野照射至肿瘤病灶区，在该过程中，X射线也会照射至肿瘤病灶区周围的正常组织器官上。

在容积调强拉弧治疗(Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT)技术中，放射治疗头可以在360度的角度范围内采用X射线对肿瘤病灶区进行旋转照射。为了满足辐射剂量分布要求，也即是，为了满足肿瘤病灶区的辐射剂量较高，肿瘤病灶区周围的正常组织器官的辐射剂量较低的要求，放射治疗头在旋转过程中，加速器持续发出X射线，多叶准直器产生的射野的形状和大小不断发生变化。

在实现本申请的过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：

由于放射治疗头在360度的角度范围内采用X射线对肿瘤病灶区进行旋转照射，而不能在固定的角度做定向治疗，所以运动轨迹可能无法满足多方位的治疗需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种放疗设备的控制方法、装置及放射治疗系统。所述技术方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种放疗设备的控制装置，包括驱动模块、控制模块和输入模块，所述驱动模块和所述控制模块分别与所述输入模块连接，

所述输入模块用于获取第一弧形轨迹，所述第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的；

所述驱动模块用于驱动放射治疗头按照第一速度沿着所述第一弧形轨迹运动，所述第一速度小于预设速度阈值；

所述控制模块用于在所述放射治疗头沿着所述第一弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括至少一个子射野；

其中，所述放射治疗头做圆周运动，所述放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个所述第一弧形轨迹，任意两个所述第一弧形轨迹不连续。

可选的，所述放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹，所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹交替排布，

所述驱动模块还用于驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，所述第二速度大于或等于所述预设速度阈值；

所述控制模块还用于在所述放射治疗头沿着所述第二弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括至少一个子射野；

或者，所述控制模块用于在所述放射治疗头沿着所述第二弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头停止发出射线。

可选的，所述射野包括多个子射野，所述控制模块用于控制所述放射治疗头持续发出射线，并依次形成所述多个子射野；

或者，所述控制模块用于控制所述放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。

可选的，所述多个子射野的大小与形状互不相同。

可选的，所述圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。

可选的，所述控制模块用于在所述放射治疗头沿着所述第二弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

可选的，所述输入模块用于：

获取所述患者的医学图像，并根据所述医学图像确定肿瘤病灶区的位置；

根据所述肿瘤病灶区的位置确定所述第一弧形轨迹。

可选的，所述输入模块还用于根据所述医学图像确定所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置，并根据所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定所述第一弧形轨迹。

可选的，所述医学图像为电子计算机断层扫描CT图像。

可选的，所述放射治疗头包括射线源和多叶准直器，

所述控制模块用于控制所述射线源发出射线，并控制所述多叶准直器形成所述至少一个子射野。

可选的，所述射线源为加速器或同位素放射源。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种放疗设备的控制方法，所述方法包括：

获取第一弧形轨迹，所述第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的；

驱动放射治疗头按照第一速度沿着所述第一弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括至少一个子射野，所述第一速度小于预设速度阈值；

其中，所述放射治疗头做圆周运动，所述放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个所述第一弧形轨迹，任意两个所述第一弧形轨迹不连续。

可选的，所述放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹，所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹交替排布，

所述方法还包括：

驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括至少一个子射野，所述第二速度大于或等于所述预设速度阈值，或者，控制所述放射治疗头停止发出射线。

可选的，所述射野包括多个子射野，所述控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制所述放射治疗头持续发出射线，并依次形成所述多个子射野；

或者，控制所述放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。

可选的，所述多个子射野的大小与形状互不相同。

可选的，所述圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。

可选的，所述驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，包括：

驱动所述放射治疗头按照所述第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

可选的，所述获取第一弧形轨迹，包括：

获取所述患者的医学图像；

根据所述医学图像确定肿瘤病灶区的位置；

根据所述肿瘤病灶区的位置确定所述第一弧形轨迹。

可选的，所述方法还包括：

根据所述医学图像确定所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置；

根据所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定所述第一弧形轨迹。

可选的，所述医学图像为电子计算机断层扫描CT图像。

可选的，所述放射治疗头包括射线源和多叶准直器，

所述控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制所述射线源发出射线，并控制所述多叶准直器形成所述至少一个子射野。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种治疗放射系统，所述系统包括：控制器和放射治疗头，

所述控制器包括第一方面任一所述的放疗设备的控制装置。

可选的，所述系统还包括机架，所述控制器与所述机架电连接，所述放射治疗头设置于所述机架上，

所述控制器通过所述机架控制所述放射治疗头的运动。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种放疗设备的控制装置，包括：

处理器；

用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

获取第一弧形轨迹；

驱动放射治疗头按照第一速度沿着所述第一弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括至少一个子射野，所述第一速度小于预设速度阈值；

其中，所述放射治疗头做圆周运动，所述放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个所述第一弧形轨迹，任意两个所述第一弧形轨迹不连续。

根据本申请实施例的第五方面，提供一种存储介质，该存储介质中存储有指令，当该存储介质在终端上运行时，使得终端执行上述第二方面所提供的放疗设备的控制方法。

根据本申请实施例的第六方面，提供一种包含指令的终端程序产品，当该终端程序产品在终端上运行时，使得终端执行上述第二方面所提供的放疗设备的控制方法。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果是：

本申请实施例提供的放疗设备的控制方法、装置及放射治疗系统，能够在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，该射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，该第一弧形轨迹可以根据治疗需求进行设置，满足临床上针对不同治疗进行治疗计划的特制需求，示例的，该第一弧形轨迹可以是在放射线照射时避开肿瘤周围重要组织器官或敏感组织器官的运动轨迹，从而可以减少在放射治疗过程中对正常组织器官的损伤。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上射野包括至少一个子射野，提高了放射治疗头的使用灵活性，为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例涉及的一种放射治疗系统的示意图；

图2-1是本申请实施例提供的一种放疗设备的控制装置的结构示意图；

图2-2是本申请实施例提供的一种放射治疗头移动的圆周轨迹的示意图；

图2-3是本申请实施例提供的一种某患者的腹腔的CT图像的示意图；

图2-4是本申请实施例提供的一种矩形射野的示意图；

图2-5是本申请实施例提供的一种放射治疗头的示意图；

图3-1是本申请实施例提供的一种放疗设备的控制方法的方法流程图；

图3-2是本申请实施例提供的另一种放疗设备的控制方法的方法流程图；

图4是本申请实施例提供的一种放射治疗系统的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种放疗设备的控制装置的框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，其示出了本申请实施例涉及的一种放射治疗系统的示意图。该放射治疗系统至少包括：机架110、治疗床120和控制器(图1中未画出)，机架110通常为滚筒式机架，放射治疗头(图1中未画出)设置于机架110上，控制器控制机架110旋转，放射治疗头能够随着机架110转动。放射治疗头在控制器的控制下发出射线，并形成射野。控制器控制治疗床120移动，使得放射治疗头发出的射线照射至患者的肿瘤病灶区。

需要说明的是，本申请仅以机架为滚筒式机架为例，示例的，机架还可以是C形臂、悬臂式、半弧形等。本申请对放射治疗头不做具体限定，示例的，放射治疗头可以是采用钴-60作为放射源适形治疗头，还可以是加速器适形治疗头、中子或质子适形治疗头等，一般的，适形治疗头包括射线源以及多叶准直器。

请参考图2-1，其示出了本申请实施例提供的一种放疗设备的控制装置200 的结构示意图，该放疗设备的控制装置200包括驱动模块230、控制模块210 和输入模块220，驱动模块230和控制模块210分别与输入模块220连接。

该输入模块220用于获取第一弧形轨迹，该第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的。

实际应用中，可以根据患者的医学图像确定肿瘤病灶区的位置，再根据肿瘤病灶区的位置制定治疗计划，该治疗计划包括该第一弧形轨迹，示例的，该第一弧形轨迹可以是在放射线照射时避开肿瘤周围重要组织器官或敏感组织器官的运动轨迹，从而可以减少在放射治疗过程中对正常组织器官的损伤。该治疗计划具体还可以包括放疗周期、每次放疗时长、放射剂量以及照射靶区的适形形状等数据。

该驱动模块230用于驱动放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动，该第一速度小于预设速度阈值。

该控制模块210用于在放射治疗头沿着第一弧形轨迹运动时，控制放射治疗头发出射线，并形成射野。该射野包括至少一个子射野。

其中，放射治疗头做圆周运动，如图2-2所示，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹01，任意两个第一弧形轨迹01不连续。图2-2 中的03为肿瘤。图2-2示例性地示出了7个第一弧形轨迹01。

综上所述，本申请实施例提供的放疗设备的控制装置，该控制模块能够在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，该射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值。其中，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，该第一弧形轨迹可以根据治疗需求进行设置，满足临床上针对不同治疗进行治疗计划的特制需求。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上形成的射野包括至少一个子射野，所以还能够提高放射治疗头的使用灵活性。

示例的，该预设速度阈值的取值范围为2分钟每圈至6分钟每圈，也即是，放射治疗头每转一圈所使用的时间为2-6分钟。比如，第一速度为15分钟每圈，其小于预设速度阈值。

示例的，如图2-2所示，放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹 02。第一弧形轨迹01和第二弧形轨迹02交替排布。第二弧形轨迹02与第一弧形轨迹01的数量可以相同，也可以不同。图2-2示例性地示出了7个第二弧形轨迹02。其中，第二弧形轨迹可以根据肿瘤病灶区的位置来确定。治疗计划还可以包括第二弧形轨迹。

图2-1中的驱动模块230还用于驱动放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动。控制模块210还用于在放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹02运动时，控制放射治疗头发出射线，并形成射野。该射野包括至少一个子射野，第二速度大于或等于预设速度阈值，该预设速度阈值的取值范围为2分钟每圈至6分钟每圈。比如，第二速度可以为6分钟每圈，也即是，放射治疗头每转一圈所使用的时间为6分钟。

需要说明的是，当放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动时，放射治疗头的速度是可变的。

可选的，放射治疗头形成的射野包括多个子射野。

在本申请实施例中，当放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度较快，加快了整个过程的治疗速度，缩短了治疗时间。且放射治疗头在每个方向上形成的射野包括多个子射野，放射治疗头的使用灵活性更高。

示例的，该放疗设备的控制装置还包括显示模块，该显示模块用于对患者受照射的肿瘤进行实时显示，工作人员可以通过该显示模块的显示结果提出相关的治疗建议。

具体的，输入模块220用于：获取患者的医学图像，并根据医学图像确定肿瘤病灶区的位置；根据肿瘤病灶区的位置确定第一弧形轨迹。输入模块220 可以根据肿瘤病灶区的位置制定治疗计划，该治疗计划包括第一弧形轨迹。此外，也可以是工作人员根据医学图像确定肿瘤病灶区的位置，再根据肿瘤病灶区的位置制定包括第一弧形轨迹的治疗计划，本申请实施例对第一弧形轨迹的确定方式不做限定。

示例的，输入模块220还用于根据医学图像确定肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置，并根据肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定第一弧形轨迹。指定组织器官可以为危及的重要组织器官或敏感组织器官。重要组织器官或敏感组织器官可以为一个或多个。

其中，医学图像可以为电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)、核磁共振、正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography，PET)、 PET-CT或B超等形成的患者图像。

在本申请实施例中，输入模块可以根据肿瘤病灶区的位置确定第一弧形轨迹，也可以结合肿瘤病灶区的位置和肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置来确定第一弧形轨迹。输入模块确定第一弧形轨迹的过程可以参考适形调强放射治疗(Intensity-ModulatedRadiation Therapy，IMRT)技术所采用的确定机架角的方式。在IMRT技术中，当放射治疗头旋转至预先确定的机架角的位置时，放射治疗头保持不动，然后发出射线。

在本申请实施例中，第一弧形轨迹与肿瘤病灶区相对应，第二弧形轨迹可以与肿瘤病灶区周围的指定组织器官相对应。当放射治疗头沿着第一弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度减小，放射治疗头在每个方向上形成包括多个子射野的射野，使得肿瘤病灶区获得较高的辐射剂量。当放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度增大，使得危及的重要组织器官或敏感组织器官获得较低的辐射剂量，降低辐射对正常组织器官的损伤，因此，提高了治疗效果。

示例的，图2-3示出了某患者的腹腔的CT图像的示意图。图2-3中，241 为肿瘤病灶区，242为危及的敏感组织器官。根据肿瘤病灶区241和敏感组织器官242的位置确定的第一弧形轨迹01可以如图2-3所示，02为第二弧形轨迹。由于第一弧形轨迹01避开了敏感组织器官242，因此，敏感组织器官242 获得的辐射剂量较低，使得敏感组织器官242受损伤的程度较低。

可选的，放射治疗头形成的射野包括多个子射野，则放射治疗头形成的射野包括的多个子射野的大小与形状互不相同。当放射治疗头沿着第一弧形轨迹或第二弧形轨迹运动时，每个方向上的射野包括多个子射野，且多个子射野的大小与形状互不相同，通过多个子射野能够有效调节射线量，因此，治疗过程具有更大的优化空间，进一步使得通过危及的重要组织器官或敏感组织器官的射线量减少，获得的辐射剂量更低；通过肿瘤病灶区的射线量增大，获得的辐射剂量更高，从而能够有效满足辐射剂量分布要求，提高治疗效果。

此外，射野包括的多个子射野的大小与形状可以相同。也即是，射野包括多个相同的子射野。图2-4示出了一种矩形射野的示意图，该矩形射野包括多个相同的圆形子射野。

本申请以放射治疗头形成的射野包括多个子射野为例进行说明。当然，放射治疗头形成的射野可以包括一个子射野，示例的，放射治疗头沿第一弧形轨迹运动中，始终保持一个射野，直至放射治疗头沿第二弧形轨迹运动，开始形成另一个射野，放射治疗头沿第一弧形轨迹运动时形成的射野和放射治疗头沿第二弧形轨迹运动时形成的射野可以相同也可以不同。

在一种可实现方式中，控制模块210用于控制放射治疗头持续发出射线，并依次形成多个子射野。

在该种实现方式中，参见图2-2和图2-4，放射治疗头在沿着第一弧形轨迹或第二弧形轨迹运动时，能够持续发出射线，同时，依次形成多个子射野。多个子射野的大小与形状可以不相同，也可以相同。实际应用中，多个子射野的大小与形状不相同。其中，放射治疗头可以调节单位时间内发出的射线的强度。具体可以根据实际需求在控制器的控制下调节射线的强度。

在另一种可实现方式中，控制模块210用于控制放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。

在该种实现方式中，参见图2-2和图2-4，放射治疗头在沿着第一弧形轨迹或第二弧形轨迹运动时，不会持续发出射线，而是在形成一个子射野后发出射线，照射操作完成后，停止发出射线。然后在形成另一子射野后再发出射线，照射操作完成后，停止发出射线。之后循环执行该过程，直到完成第一弧形轨迹或第二弧形轨迹的照射操作。多个子射野的大小与形状可以不相同，也可以相同。优选的，多个子射野的大小与形状不相同。其中，放射治疗头可以调节单位时间内发出的射线的强度。具体可以根据实际需求在控制器的控制下调节射线的强度。

示例的，控制模块210用于在放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，控制放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

或者，控制模块210还用于在放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，控制放射治疗头停止发出射线。

通过降低射线的强度或控制放射治疗头停止发出射线，进一步减少通过危及的重要组织器官或敏感组织器官的射线量，使其获得的辐射剂量更低。

在本申请实施例中，放射治疗头移动的圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。示例的，图2-2中的7个第一弧形轨迹01对应的圆心角可以不相同。具体可以根据肿瘤病灶区和肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置来确定，本申请实施例对此不做限定。

如图2-5所示，治疗头300包括射线源310和多叶准直器320。射线源和多叶准直器均与控制模块连接。

控制模块用于控制射线源310发出射线，并控制多叶准直器320形成至少一个子射野。

示例的，射线源可以为加速器或同位素放射源。加速器用于发出X射线，同位素放射源例如可以是Co-60用于发出伽马射线。

综上所述，本申请实施例提供的放疗设备的控制装置，控制模块能够在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，该射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，放射治疗头沿第一弧形轨迹运动时避开重要组织器官或敏感组织器官，避免重要组织器官或敏感组织器官受到损伤。该装置能够满足辐射剂量分布要求，使得治疗计划具有更大的优化空间，可以产生用于治疗的更好的治疗计划，为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上形成的射野包括至少一个子射野，提高了放射治疗头的使用灵活性，且为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。

请参考图3-1，其示出了本申请实施例提供的一种放疗设备的控制方法的方法流程图，该方法包括：

步骤301、获取第一弧形轨迹，该第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的。

实际应用中，可以根据患者的医学图像确定肿瘤病灶区的位置，再根据肿瘤病灶区的位置制定治疗计划，该治疗计划包括该第一弧形轨迹。示例的，该第一弧形轨迹可以是在放射线照射时避开肿瘤周围重要组织器官或敏感组织器官的运动轨迹，从而可以减少在放射治疗过程中对正常组织器官的损伤。该治疗计划具体还可以包括放疗周期、每次放疗时长、放射剂量以及照射靶区的适形形状等数据。

步骤302、驱动放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，该射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值。放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续。

综上所述，本申请实施例提供的放疗设备的控制方法，在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，能够控制放射治疗头发出射线，并形成射野，射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，该第一弧形轨迹可以根据治疗需求进行设置，满足临床上针对不同治疗进行治疗计划的特制需求，示例的，该第一弧形轨迹可以是在放射线照射时避开肿瘤周围重要组织器官或敏感组织器官的运动轨迹，从而可以减少在放射治疗过程中对正常组织器官的损伤。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上形成的射野包括至少一个子射野，提高了放射治疗头的使用灵活性。

请参考图3-2，其示出了本申请实施例提供的另一种放疗设备的控制方法的方法流程图，该方法包括：

步骤401、获取患者的医学图像。

医学图像可以为电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)、核磁共振、正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography，PET)、PET- CT或B超等形成的患者图像。例如，可以通过影像引导系统获取患者的CT图像。

CT图像是根据像素按矩阵排列构成，这些像素反映的是人体相应单位容积的射线吸收系数。进一步的，在获取到患者的CT图像后，可以对CT图像进行处理，比如进行图像重建。在图像重建过程中，不同密度的组织器官由不同的伪彩色显示，使得肿瘤病灶区定位更加准确。

步骤402、根据医学图像确定肿瘤病灶区的位置。

步骤403、根据肿瘤病灶区的位置确定第一弧形轨迹。

示例的，该方法还可以包括：根据医学图像确定肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置；根据肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定第一弧形轨迹。该指定组织器官可以为危及的重要组织器官或敏感组织器官。

在本申请实施例中，可以根据肿瘤病灶区的位置确定第一弧形轨迹，也可以结合肿瘤病灶区的位置和肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置来确定第一弧形轨迹。

步骤404、驱动放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动，控制放射治疗头发出射线，并形成射野。

该射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值。可选的，放射治疗头形成的射野包括多个子射野。

示例的，该预设速度阈值的取值范围为2分钟每圈至6分钟每圈。比如，第一速度为15分钟每圈。

如图2-2所示，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹01，任意两个第一弧形轨迹01不连续。

在本申请实施例中，当放射治疗头沿着第一弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度较慢，放射治疗头在每个方向上形成的射野包括多个子射野，放射治疗头的使用灵活性更高。

步骤405、驱动放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动，控制放射治疗头发出射线，并形成射野。

该射野包括至少一个子射野。第二速度大于或等于预设速度阈值。可选的，放射治疗头形成的射野包括多个子射野。该预设速度阈值的取值范围为2分钟每圈至6分钟每圈。比如，第二速度可以为6分钟每圈。

在本申请实施例中，当放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度较快，加快了整个过程的治疗速度，缩短了治疗时间。且放射治疗头在每个方向上形成的射野包括多个子射野，放射治疗头的使用灵活性更高。

示例的，如图2-2所示，放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹 02，第一弧形轨迹01和第二弧形轨迹02交替排布。其中，第二弧形轨迹可以根据肿瘤病灶区的位置来确定。治疗计划还可以包括第二弧形轨迹。

在本申请实施例中，第一弧形轨迹与肿瘤病灶区相对应，第二弧形轨迹可以与肿瘤病灶区周围的指定组织器官相对应。当放射治疗头沿着第一弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度减小，放射治疗头在每个方向上形成包括多个子射野的射野，使得肿瘤病灶区获得较高的辐射剂量。当放射治疗头沿着第二弧形轨迹运动时，放射治疗头的运动速度增大，使得危及的重要组织器官或敏感组织器官获得较低的辐射剂量。降低辐射对正常组织器官的损伤。

可选的，放射治疗头形成的射野包括多个子射野，多个子射野的大小与形状互不相同。当放射治疗头沿着第一弧形轨迹或第二弧形轨迹运动时，每个方向上的射野包括多个子射野，且多个子射野的大小与形状互不相同，通过多个子射野能够有效调节射线量，因此，治疗过程具有更大的优化空间，能够有效满足辐射剂量分布要求。

此外，射野包括的多个子射野的大小与形状也可以相同。

在一种可实现方式中，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制放射治疗头持续发出射线，并依次形成多个子射野。多个子射野的大小与形状可以不相同，也可以相同。进一步的，在控制放射治疗头发出射线的同时还可以调节单位时间内放射治疗头发出的射线的强度。

在另一种可实现方式中，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。多个子射野的大小与形状可以不相同，也可以相同。进一步的，在控制放射治疗头发出射线的同时还可以调节单位时间内放射治疗头发出的射线的强度。

步骤406、驱动放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动，控制放射治疗头停止发出射线。

当然，还可以是在放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动时，控制放射治疗头停止发出射线。

在放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动时，可以控制放射治疗头停止发出射线。通过控制放射治疗头停止发出射线，进一步减少通过危及的重要组织器官或敏感组织器官的射线量，使其获得的辐射剂量更低。

此外，还可以通过降低射线的强度，使危及的重要组织器官或敏感组织器官获得的辐射剂量更低。具体的，步骤405中，驱动放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动，控制放射治疗头发出射线，可以包括：驱动放射治疗头按照第二速度沿着第二弧形轨迹运动，控制放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

示例的，圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。所有第一弧形轨迹对应的圆心角也可以相同，具体根据实际需求来确定。

如图2-5所示，放射治疗头300包括射线源310和多叶准直器320。射线源和多叶准直器均与控制模块连接。

相应的，步骤404和步骤405中，控制放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制射线源发出射线，并控制多叶准直器形成至少一个子射野。示例的，射线源可以为加速器或同位素放射源。

综上所述，本申请实施例提供的放疗设备的控制方法，在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，能够控制放射治疗头发出射线，并形成射野，射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，放射治疗头沿第一弧形轨迹运动时避开重要组织器官或敏感组织器官，避免重要组织器官或敏感组织器官受到损伤。该方法能够满足辐射剂量分布要求，使得治疗计划具有更大的优化空间，可以产生用于治疗的更好的治疗计划，为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上形成的射野包括至少一个子射野，提高了放射治疗头的使用灵活性，且为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。

需要说明的是，本申请实施例提供的放疗设备的控制方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述方法实施例中的过程可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

请参考图4，其示出了本申请实施例提供的一种放射治疗系统400的结构示意图，该放射治疗系统400包括：控制器410和放射治疗头420。控制器和放射治疗头连接，控制器用于控制放疗设备运动以及控制放射治疗头发出射线，并形成射野。

该控制器410包括图2-1所示的放疗设备的控制装置。

示例的，该放射治疗系统还包括机架，控制器与机架电连接，放射治疗头设置于机架上。

控制器通过机架控制放射治疗头的运动。放射治疗头能够随着机架转动。

综上所述，本申请实施例提供的放射治疗系统，在放射治疗头按照第一速度沿着第一弧形轨迹运动时，能够控制放射治疗头发出射线，并形成射野，射野包括至少一个子射野，第一速度小于预设速度阈值，放射治疗头做圆周运动，放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个第一弧形轨迹，任意两个第一弧形轨迹不连续，该第一弧形轨迹可以根据治疗需求进行设置，满足临床上针对不同治疗进行治疗计划的特制需求。此外，该放射治疗头在沿着第一弧形轨迹运动时，在每个方向上形成的射野包括至少一个子射野，提高了放射治疗头的使用灵活性，且为提高治疗计划质量和治疗效果提供更大的可能性。

需要说明的是，本申请放射治疗系统对放疗设备的类型及治疗方式不做限定，例如，放疗设备可以是加速器也可以是伽玛刀。放疗设备还可以是包括影像系统，且影像系统可以是包括一个球管和一个探测器，也可以是包括两个球管和两个探测器。当然，放射治疗系统还可以包括电子射野影像装置(Electronic Portal Imaging Device，EPID)来对治疗束进行验证。且在放射治疗系统包括探测器时，探测器还可以滑动，从而运动在不同位置以接收射束。

图5是根据一示例性实施例示出的一种放疗设备的控制装置500的框图。例如，装置500可以是计算机控制台。

参照图5，装置500可以包括以下一个或多个组件：处理组件5002，存储器5004，电源组件5006，多媒体组件5008，音频组件5010，输入/输出(I/O) 的接口5012，传感器组件5014，以及通信组件5016。

处理组件5002通常控制装置500的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件5002可以包括一个或多个处理器5020来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件5002可以包括一个或多个模块，便于处理组件5002和其他组件之间的交互。例如，处理组件5002可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件5008和处理组件5002之间的交互。

存储器5004被配置为存储各种类型的数据以支持在装置500的操作。这些数据的示例包括用于在装置500上操作的任何应用程序或方法的指令，消息，图片，视频等。存储器5004可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器 (PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件5006为装置500的各种组件提供电力。电源组件5006可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置500生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件5008包括在所述装置500和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件5008 包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置500处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件5010被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件5010包括一个麦克风(MIC)，当装置500处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器5004或经由通信组件5016发送。在一些实施例中，音频组件5010还包括一个扬声器，用于输出音频信号，该扬声器可以被配置为接收外部音频信号。

I/O接口5012为处理组件5002和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件5014包括一个或多个传感器，用于为装置500提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件5014可以检测到装置500的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置500的显示器和小键盘，传感器组件5014 还可以检测装置500或装置500一个组件的位置改变，用户与装置500接触的存在或不存在，装置500方位或加速/减速和装置500的温度变化。传感器组件 5014可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件5014还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件5014还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件5016被配置为便于装置500和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置500可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G等，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件5016经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件5016还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB) 技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器5004，上述指令可由装置500的处理器5020执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由装置500 的处理器执行时，使得装置500能够执行上述各个实施例提供的放疗设备的控制方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以终端程序产品的形式实现，所述终端程序产品包括一个或多个指令。在终端上加载和执行所述指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述终端可以是通用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述指令可以存储在终端的可读存储介质中，或者从一个终端可读存储介质向另一个终端可读存储介质传输，例如，所述指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。所述终端可读存储介质可以是终端能够存取的任何可用介质或者包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质，或者半导体介质(例如固态硬盘)等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种放疗设备的控制装置，其特征在于，包括驱动模块、控制模块和输入模块，所述驱动模块和所述控制模块分别与所述输入模块连接，

所述输入模块用于获取第一弧形轨迹，所述第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的；

所述驱动模块用于驱动放射治疗头按照第一速度沿着所述第一弧形轨迹运动，所述第一速度小于预设速度阈值；

所述控制模块用于在所述放射治疗头沿着所述第一弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括多个子射野，所述多个子射野的大小与形状互不相同；

其中，所述放射治疗头做圆周运动，所述放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个所述第一弧形轨迹，任意两个所述第一弧形轨迹不连续；

所述放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹，所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹交替排布；

所述驱动模块还用于驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，所述第二速度大于或等于所述预设速度阈值；

所述控制模块还用于在所述放射治疗头沿着所述第二弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括多个子射野。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制模块用于控制所述放射治疗头持续发出射线，并依次形成所述多个子射野；

或者，所述控制模块用于控制所述放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制模块用于在所述放射治疗头沿着所述第二弧形轨迹运动时，控制所述放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述输入模块用于：

获取所述患者的医学图像，并根据所述医学图像确定肿瘤病灶区的位置；

根据所述肿瘤病灶区的位置确定所述第一弧形轨迹。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，

所述输入模块还用于根据所述医学图像确定所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置，并根据所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定所述第一弧形轨迹。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述放射治疗头包括射线源和多叶准直器，

所述控制模块用于控制所述射线源发出射线，并控制所述多叶准直器形成所述多个子射野。

8.一种放射治疗系统，其特征在于，所述系统包括：控制器和放射治疗头，

所述控制器包括权利要求1至7任一所述的放疗设备的控制装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括机架，所述控制器与所述机架电连接，所述放射治疗头设置于所述机架上，

所述控制器通过所述机架控制所述放射治疗头的运动。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当所述存储介质在终端上运行时，使得终端执行放疗设备的控制方法，所述方法包括：

获取第一弧形轨迹，所述第一弧形轨迹是根据患者的医学图像确定的；

驱动放射治疗头按照第一速度沿着所述第一弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括多个子射野，所述多个子射野的大小与形状互不相同，所述第一速度小于预设速度阈值；

其中，所述放射治疗头做圆周运动，所述放射治疗头移动的圆周轨迹包括至少两个所述第一弧形轨迹，任意两个所述第一弧形轨迹不连续；

所述放射治疗头移动的圆周轨迹还包括第二弧形轨迹，所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹交替排布；

所述方法还包括：

驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，所述射野包括多个子射野，所述第二速度大于或等于所述预设速度阈值。

11.根据权利要求10所述的存储介质，其特征在于，

所述控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制所述放射治疗头持续发出射线，并依次形成所述多个子射野；

或者，控制所述放射治疗头每形成一个子射野后发出射线。

12.根据权利要求10所述的存储介质，其特征在于，

所述圆周轨迹包括的所有第一弧形轨迹对应的圆心角中至少有两个角度不相同。

13.根据权利要求10所述的存储介质，其特征在于，

所述驱动所述放射治疗头按照第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出射线，包括：

驱动所述放射治疗头按照所述第二速度沿着所述第二弧形轨迹运动，控制所述放射治疗头发出强度小于预设强度阈值的射线。

14.根据权利要求10所述的存储介质，其特征在于，

所述获取第一弧形轨迹，包括：

获取所述患者的医学图像；

根据所述医学图像确定肿瘤病灶区的位置；

根据所述肿瘤病灶区的位置确定所述第一弧形轨迹。

15.根据权利要求14所述的存储介质，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述医学图像确定所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置；

根据所述肿瘤病灶区周围的指定组织器官的位置确定所述第一弧形轨迹。

16.根据权利要求10所述的存储介质，其特征在于，所述放射治疗头包括射线源和多叶准直器，

所述控制所述放射治疗头发出射线，并形成射野，包括：

控制所述射线源发出射线，并控制所述多叶准直器形成所述多个子射野。

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