CN111954559A

CN111954559A - 在处置递送期间限制成像放射剂量和提高图像质量

Info

Publication number: CN111954559A
Application number: CN201980019187.0A
Authority: CN
Inventors: M·贝内克; 彼得·乔丹; 特雷弗·莱恩; C·R·小毛雷尔
Original assignee: Accuray Inc
Current assignee: Accuray Inc
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-11-17
Also published as: US20190282189A1; WO2019178270A1; EP3765153A1; JP2024020533A; JP7451416B2; JP2021518174A; EP3765153B1

Abstract

一种方法，包括：从第一位置对包括感兴趣区域即ROI的感兴趣体积即VOI的第一视场即第一FOV进行成像；以及从第二位置对所述VOI的所述第一FOV进行成像。所述方法包括：接收对所成像的VOI中的指定要成像的ROI的第一部分的第一识别、以及对来自所述第二位置的所成像的VOI中的指定要成像的ROI的第二部分的第二识别。响应于第一识别，将成像源的准直器的孔径调整为来自第一位置的与ROI相对应的第二FOV，并且使用所述第二FOV来对所述ROI进行成像。响应于所述第二识别，将所述准直器的孔径调整为来自第二位置的与ROI相对应的第三FOV，并且使用所述第三FOV来对所述ROI进行成像。

Description

在处置递送期间限制成像放射剂量和提高图像质量

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月15日提交的标题为“LIMITING IMAGING RADIATION DOSEAND IMPROVING IMAGE QUALITY DURING TREATMENT DELIVERY”的美国专利申请15/922,688的权益，其全部内容通过引用而被包含于此。

技术领域

本发明的实施例涉及放射处置递送成像的领域。

背景技术

在图像引导放射治疗的当今时代，放射治疗处置期间的肿瘤的分次内运动是值得关注的问题。放射肿瘤学处置系统的提供商已并入了kV级x射线成像系统以获得放射靶的2D射线照片，从而实时地提供与肿瘤位置有关的信息。然后，该信息可以由处置系统使用以修改治疗剂量的递送并对肿瘤运动进行补偿。

与这些发展平行地，患者从医学成像过程吸收的放射剂量也受到严格审查。在放射处置过程中使用x射线成像系统增加了患者所吸收的放射剂量。

发明内容

在一个实施例中，一种设备包括螺旋递送系统的x射线成像源，其中该x射线成像源包括可变孔径准直器。该准直器可以包括多叶准直器。可选地，该准直器可以包括虹膜准直器。

在一个实施例中，一种方法包括：从处置规划系统接收包括患者的含有感兴趣区域(ROI)的感兴趣体积(VOI)的图像；以及响应于从所述处置规划系统接收到所述图像，将x射线成像源的准直器的孔径调整为与所述VOI相对应的第一视场(FOV)。所述方法还包括：利用所述x射线成像器对包括所述患者的所述ROI的VOI的所述第一FOV进行成像。所述方法还包括：接收对所成像的VOI的、用于指定要成像的ROI的识别，并且响应于接收到所述识别，将所述x射线成像源的所述准直器的孔径调整为与所述ROI相对应的第二FOV，其中所述第二FOV不同于所述第一FOV。所述方法还包括使用所述第二FOV来对所述患者的ROI进行成像。所述方法还可以包括接收包括含有所述患者的ROI的所述VOI的设置图像；响应于接收到所述设置图像，将所述x射线成像源的所述准直器的孔径调整为与所述VOI的一部分相对应的第三FOV；以及对包括所述患者的ROI的所述VOI的所述部分的第三FOV进行成像。

在一个实施例中，所述方法包括生成患者的包括感兴趣区域(ROI)的感兴趣体积(VOI)的预诊断(或预设置)扫描；以及响应于接收到所述预诊断扫描，将x射线成像源的准直器的孔径调整为与所述VOI相对应的第一视场(FOV)。所述方法还包括利用所述x射线成像器来对包括所述患者的ROI的VOI的所述第一FOV进行成像；以及接收对所述VOI的被成像的第一部分中的用于指定要成像的ROI的第二部分的第二识别。响应于接收到所述第二识别，所述方法还包括将所述x射线成像源的所述准直器的孔径调整为与所述ROI相对应的第二FOV，其中所述第二FOV不同于所述第一FOV；以及使用所述第二FOV来对所述患者的ROI进行成像。

在一个实施例中，所述方法包括利用包括第一x射线成像源的第一x射线成像器从第一位置对包括患者的感兴趣区域(ROI)的感兴趣体积(VOI)的第一视场(FOV)进行成像；以及利用包括第二x射线成像源的第二x射线成像器从第二位置对包括所述患者的所述ROI的所述VOI的第二FOV进行成像。所述方法还包括接收对从所述第一位置成像的VOI中的、指定要成像的ROI的第一部分的第一识别；以及接收对从所述第二位置成像的VOI中的、指定要成像的ROI的第二部分的第二识别。所述方法还包括响应于接收到所述第一识别，将所述第一x射线成像源的准直器的孔径调整为来自所述第一位置的与所述ROI相对应的第三FOV，所述第三FOV不同于来自所述第一位置的所述第一FOV；以及使用所述第三FOV从所述第一位置对所述患者的ROI进行成像。所述方法还包括响应于接收到所述第二识别，将所述第二x射线成像源的准直器的孔径调整为来自所述第二位置的与ROI相对应的第四FOV，所述第四FOV不同于来自所述第二位置的所述第二FOV；以及使用所述第四FOV从所述第二位置对所述患者的ROI进行成像。

附图说明

本发明的实施例是以示例的方式而非限制的方式在附图中示出的。

图1示出根据本发明实施例的螺旋递送系统。

图2是图1的处置成像系统的截面。

图3是示出根据本发明实施例的用于调整kV级成像源的准直器的孔径以对感兴趣区域进行成像的方法的流程图。

图4是从第一角度生成具有全视场(FOV)的x射线图像的示意图。

图5是从第二角度生成具有全FOV的x射线图像的示意图。

图6A是对在图4中生成的x射线图像中的感兴趣区域(ROI)的识别的示意图。

图6B是对在图5中生成的x射线图像中的ROI的识别的示意图。

图7是根据本发明实施例的图1的准直器的示意图。

图8是从第一角度生成具有部分FOV的x射线图像的示意图。

图9是从第二角度生成具有部分FOV的x射线图像的示意图。

图10是用于在kV级成像源从第一角度向第二角度转动的同时调整kV级成像源的准直器的孔径的方法的示意图。

图11A是在图8中生成的从第一角度的x射线图像的示意图。

图11B是在图9中生成的从第二角度的x射线图像的示意图。

图12示出可以实践本发明实施例的图像引导放射处置系统的结构。

图13示出可以实践本发明实施例的基于机架的放射治疗系统的结构。

图14示出可以实践本发明实施例的射野成像系统的结构。

具体实施方式

为了控制放射治疗过程，可以通过使用千伏(kV)级x射线成像系统来跟踪待处置的靶区域(例如，肿瘤)的位置。这对于在处置期间有可能移动的靶(诸如肺上或附近、心脏上或附近以及前列腺上或附近等的靶区域等)可能特别重要。对于某些类型的靶区域，现有的跟踪靶区域的技术可能由于使患者暴露于额外放射而不是最佳的。例如，一些靶区域可能需要增加成像x射线束的能量，以获得可使用的x射线图像，这使患者暴露于增加的放射量。在另一示例中，为了准确地处置正在患者内移动的靶区域，可以以足够的频率生成靶区域的x射线图像，以验证靶区域的位置，这样使患者暴露于额外放射。本发明的实施例涉及用于在放射处置递送期间生成和使用患者的处置感兴趣体积(VOI)内的较小感兴趣区域(ROI)的图像的方法和系统，以使患者向额外放射的暴露最小化。

在处置递送期间，可以基于为了识别靶区域所拍摄的x射线图像的使用来进行对ROI的动态跟踪。一旦计算出了靶区域的位置，就可以调整处置递送(例如，放射处置递送系统的放射束源位置)以对靶的动态运动进行补偿。为了准确地跟踪靶区域的运动，可以使用x射线成像系统来在整个处置中连续地生成患者内的靶的x射线图像。然而，结果可能是患者暴露于额外放射。

本发明的实施例可以通过将具有准直器的kV级成像源的视场(FOV)调整为针对处置靶周围的更具体的感兴趣区域(ROI)的更小视场，来使上述的对附加放射的暴露最小化。基于在例如x射线成像系统的全FOV中对ROI的识别，可以调整kV级成像源的准直器的孔径以对应于ROI的大小或形状，从而得到与例如在患者安置阶段期间生成的全FOV x射线图像相比可以具有更小的FOV的ROI的x射线图像。这可以允许在不会使ROI周围的健康组织暴露于不希望的放射的情况下生成与具有全FOV的x射线图像相比具有相同或更好的质量的ROI的x射线图像，并且减少对患者的整体图像放射剂量。换句话说，本发明的实施例可以减少正被辐照的组织的量，由此减少散射，从而与具有更大FOV(例如，未经准直的FOV)的该区域图像的质量相比，改善正被成像的具有缩小FOV的图像的质量。

应当注意，在以下所述的一些实施例中，可以使用同一放射源来提供更高能量的治疗放射和更低能量的成像放射。在这样的实施例中，放射源可以是具有初级准直器和次级准直器的直线加速器(LINAC)。初级准直器可以具有固定孔径，并且被定位在电子束穿过了x射线发射靶之后。如以下将更详细地论述，次级准直器可以被定位在初级准直器之后，并且可以具有可变孔径。

本发明的实施例特别适用于放射外科处置系统和方法，并且在该上下文中将说明本发明的这些实施例。然而，应当理解，根据本发明的系统和方法具有对于以下项的更大的效用：诸如需要准确地将处置定位于患者内的靶区域以避免损害健康组织的其它类型的处置；利用其它类型的医疗器械的其它类型的医疗过程等。

图1示出根据本发明实施例的螺旋递送系统100。图1的螺旋递送系统100可以包括安装到环形机架120的线性加速器(LINAC)110。LINAC 110可用于通过将电子束指向x射线发射靶来产生窄的强度调制笔形束(pencil beam)(即，处置束)。处置束可以向靶区域(即，肿瘤)递送放射。环形机架120通常具有圆环(toroidal)形状，其中患者130延伸穿过环/圆环的孔，并且LINAC 110安装在环的周界上并且围绕穿过中心的轴转动，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130可以在处置床140上同步地移动通过机架的孔。

图1的螺旋递送系统100包括处置成像系统，其可以包括kV级成像源150和x射线检测器170。kV级成像源150可用于通过将入射在x射线检测器170上的一系列x射线束引导至患者130的ROI处来生成ROI的x射线图像，其中x射线检测器170与kV级成像源150相对以对患者130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160。在一个实施例中，准直器160可以是如图7所述的可变孔径准直器。在另一实施例中，准直器160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以调整MLC的孔径从而实现成像x射线束的成形。在另一实施例中，可变孔径准直器160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150和x射线检测器170可以以相对于LINAC110正交(例如，相隔90度)的方式安装在环形机架120上，并且可以对准以将成像x射线束投射在靶区域处并在穿过患者130之后照射检测器170的成像平面。在一些实施例中，LINAC 110和/或kV级成像源150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 110和kV级成像源150围绕穿过等中心点的轴旋转。

在一个实施例中，放射治疗系统100可以包括运动检测装置180以确定靶运动。运动检测装置180可以检测在成像视野内发生的外部患者运动(诸如呼吸期间的胸部运动等)。运动检测装置180可以是能够识别靶移动的任何传感器或其它装置。运动检测装置180例如可以是诸如照相机的光学传感器、压力传感器、电磁传感器、或者可以在不向患者130递送电离辐射的情况下提供运动检测的一些其它传感器(例如，除x射线成像系统以外的传感器)。在一个实施例中，运动检测装置180实时地获取指示靶运动的测量数据。可选地，测量数据可以是以与利用x射线成像(由于各x射线图像的递送至患者130的电离辐射而)可实现或所期望的频率相比更高(可能实质上更高)的频率获取到的。在一个实施例中，运动检测装置180不提供高绝对位置精度。相反，运动检测装置180可以提供足够的相对位置精度以检测患者移动和/或靶移动。

在一个实施例中，运动检测装置180是诸如照相机等的光学系统。光学系统可以跟踪位于患者130上的发光二极管(LED)190的位置。可替代地，光学系统可以直接跟踪患者130的表面区域(例如，皮肤表面)，这区别于跟踪患者130上的LED 190。在以下在图3～图6中更详细地描述的靶区域的移动与患者130的LED和/或表面区域的移动之间可能存在相关性。可以在靶区域的位置与跟踪患者130的LED 190和/或表面区域之间生成相关性模型，以预测靶区域在稍后时间的位置。基于该预测，可以将kV级成像源150的准直器160的孔径调整为对应于所预测的靶区域的位置。以下将在图7中更详细地说明对准直器160的孔径的调整。

图2是图1的处置成像系统的截面200。如前面所述，kV级成像源150将成像x射线束210投射穿过处置系统的孔220，该成像x射线束210在穿过患者之后，照射x射线检测器170的成像平面。kV级成像源150和x射线检测器170可以围绕处置系统的孔220沿着环形机架120的圆形轨道230转动，以从多个角度生成靶区域的x射线图像。

图3是示出根据本发明实施例的用于调整kV级成像源的准直器的孔径以对靶区域进行成像的方法的流程图300。图3的方法允许从VOI的全FOV图像中识别包括靶区域的ROI。使用该识别，处置成像系统可以将准直器160的孔径调整为对应于所识别的ROI，从而使ROI周围的组织的放射暴露最小化。在块302中，kV级成像源150和x射线检测器170从第一角度生成包含靶区域的患者的VOI的图像。在块304中，在从第一角度生成患者的VOI的x射线图像之后，kV级成像源150和x射线检测器170可以转动到第二角度。在块306中，kV级成像源150和x射线检测器170从第二角度生成包含靶区域的患者的VOI的图像。在一些实施例中，可以在使用处置规划系统进行处置之前确定第一角度和第二角度。VOI的图像可以是利用全FOV拍摄的，其中准直装置可以不对成像x射线束进行成形。在一些实施例中，可以在处置规划阶段期间识别包括靶区域的ROI，并且可以利用与在处置规划期间识别的ROI相对应的部分FOV来拍摄VOI图像。

在块308中，处置成像系统接收对包括块302中生成的VOI图像中的靶区域的ROI的识别。在一些实施例中，可以通过用户从所生成的图像中选择靶区域来识别靶区域。在其它实施例中，可以通过处置成像系统使用图像识别软件等来识别靶区域。在块310中，处置成像系统接收对包括块306中生成的VOI图像中的靶区域的ROI的识别。可以使用与在块308中所述的方法类似的方法来识别靶区域。在块312中，可以使用先前描述的方法将kV级成像源150的准直器160的孔径调整为对应于在块308中识别出的ROI。调整孔径可以允许kV级成像源150和x射线检测器170生成具有比块302中的FOV更小的部分FOV的图像。在块314中，kV级成像源150和x射线检测器170从第一角度生成ROI的具有部分FOV的图像，其中所得到的图像可以对应于在块308中识别出的ROI。在块316中，在从第一角度生成患者的ROI的x射线图像之后，kV级成像源150和x射线检测器170可以转动到第二角度。在块318中，可以使用先前描述的方法将kV级成像源150的准直器160的孔径调整为对应于在块310中识别出的ROI。调整孔径可以允许kV级成像源150和x射线检测器170生成具有比块306中的FOV更小的部分FOV的图像。在块320中，kV级成像源150和x射线检测器170从第二角度生成ROI的具有部分FOV的图像，其中所得到的图像可以对应于在块310中识别出的ROI。本实施例描述了利用部分FOV对ROI进行成像以减少递送至患者130的放射剂量。然而，可以结合使用附接至患者130的外部标记的其它技术来使用靶区域的实际跟踪，以使外部标记的移动与靶区域的移动相关。一种这样的系统的示例是Accuray,Inc.所开发的Synsyny^TM呼吸跟踪系统。

图4是从第一角度生成具有全FOV的x射线图像的示意图400。图4所示的示意图可以代表根据本发明实施例的图3的方法的块302。kV级成像源150和x射线检测器170从第一角度生成具有包含靶区域420的患者130的VOI的全FOV成像x射线束410。成像x射线束410穿过患者130和靶区域420并且入射到x射线检测器170。成像x射线束410在穿过患者130之后照射x射线检测器170的成像平面，其可以由处置成像系统使用以从第一角度在第一位置处生成包含靶区域420的VOI的x射线图像。一旦获取到来自第一角度的VOI的x射线图像，如前面在块304中所述，kV级成像源150和x射线检测器170就可以沿着圆形轨道230转动到第二角度。

一旦kV级成像源150和x射线检测器170到达第二角度位置，就可以生成覆盖VOI的全FOV的图像。图5所示的示意图500可以代表根据本发明实施例的图3的方法的块306。kV级成像源150和x射线检测器170从第二角度生成具有患者130的包含靶区域420的VOI的全FOV的成像x射线束510。成像x射线束510穿过患者130和靶区域420并入射到x射线检测器170。成像x射线束510在穿过患者130之后照射x射线检测器170的成像平面，其可以由处置成像系统使用以从第二角度生成包含靶区域420的VOI的x射线图像。

图6A是对在图4中生成的x射线图像中感兴趣区域(ROI)的识别的示意图。从第一角度生成的VOI的x射线图像600可以包括靶区域420和位于靶区域420附近的内部参考结构620。在所示实施例中，内部参考结构620可以是植入靶区域420中或在其附近且在x射线图像600中可见的基准标记。在另一实施例中，内部参考结构620可以是患者130的位于紧靠靶区域420的附近的骨骼。在一些实施例中，可以生成靶区域420的可见x射线图像，并且可以进行靶区域420的直接靶成像。然后，处置系统可以接收包括靶区域420的来自第一角度的ROI 610的识别。如前面所述，在一些实施例中，对ROI的识别可以基于用户对ROI的选择。用户对ROI的选择可以通过用户从螺旋递送系统的用户界面中选择ROI来完成。在其它实施例中，可以通过螺旋递送系统使用图像识别软件等自动识别ROI。在其它实施例中，可以从处置规划系统或预诊断扫描接收对ROI的选择。

图6B是在图5中生成的x射线图像中对ROI的识别的示意图。从第二角度生成的VOI的x射线图像620可以包含靶区域420以及围绕该靶区域的VOI。然后，处置系统可以接收包括靶区域420的来自第二角度的ROI 630的识别。对ROI 630的识别可以使用与在图6A中描述的方法类似的方法来完成。

图7是根据本发明实施例的图1的准直器160的示意图700。在一个实施例中，准直器160可以是可变孔径准直器。可以如先前在图3的块312和块318中所述调整kV级成像源150的准直器160的孔径750。孔径的大小和/或形状可被调整成对应于在图6A和图6B中识别出的ROI。准直器160可以由一系列板710、720、730、740组成，其中这些板的定位在这些板的中央创建孔径750。成像x射线束穿过孔径750，并且成像x射线束的形状可以对应于孔径750的形状。因此，可以通过移动准直器160内的板710、720、730、740以改变孔径750的大小和形状来调整x射线束的大小和形状。板710、720、730、740可以由诸如铅等的防止通过放射的材料制成。板710和720可以位于准直器160内的平行平面上，并且可以沿着垂直轴彼此独立地垂直移动。板730和740可以位于准直器160内的平行平面上，并且可以沿着水平轴彼此独立地水平移动。在一些实施例中，板710、720、730、740可以由可以延伸或收缩的、连接至板710、720、730、740的一系列致动器来移动。在另一实施例中，板710、720、730、740可以通过用户沿着水平轴或垂直轴滑动这些板并且利用紧固件将板710、720、730、740固定就位来手动移动。因而，可以将孔径750和x射线束调整成具有各种大小的各种矩形形状。如前面所述，在一些实施例中，准直器160可以是包含梯形块的可变孔径准直器，这些梯形块以类似于照相机虹膜的方式沿着框架移动，以产生实现成像x射线束的成形的可变大小的孔径。

图8是从第一角度生成具有部分FOV的x射线图像的示意图800。图8所示的示意图可以代表根据本发明实施例的图3的方法的块314。在成像之前，准直器160可以使用图7中描述的方法来将孔径调整为对应于在图6A中识别出的ROI，这样可以为kV级成像源150创建部分FOV。然后，kV级成像源150可以从第一角度利用患者130的包括靶区域420的ROI的部分FOV生成成像x射线束810。成像x射线束810穿过患者130和靶区域420，并且入射到x射线检测器170。成像x射线束810在穿过患者130之后照射x射线检测器170的成像平面，其可以由处置成像系统使用以从第一角度生成包括靶区域420的ROI的x射线图像。一旦获取到来自第一角度的ROI的x射线图像，kV级成像源150和x射线检测器170就可以沿着圆形轨道230转动到第二角度。

一旦kV级成像源150和x射线检测器170到达第二角度，就可以生成来自第二角度的覆盖ROI的部分FOV的图像。图9所示的示意图900可以代表根据本发明实施例的图3的方法的块320。在成像之前，准直器160可以使用图7中描述的方法来将孔径调整为对应于在图6B中识别出的ROI，从而可以为kV级成像源150创建部分FOV。然后，kV级成像源150和x射线检测器170可以从第二角度利用患者130的包括靶区域420的ROI的部分FOV生成成像x射线束910。成像x射线束910穿过患者130和靶区域420，并且由x射线检测器170收集。成像x射线束910在穿过患者130之后照射x射线检测器170的成像平面，其可以由处置成像系统使用以从第二角度生成包含靶区域420的ROI的x射线图像。一旦获取到来自第二角度的ROI的x射线图像，kV级成像源150和x射线检测器170可以沿着圆形轨道230转动并返回第一角度，其中在该第一角度处，可以重复成像序列。

图10是用于在kV级成像源150从第一角度向第二角度转动的同时、调整kV级成像源150的准直器的孔径的方法的示意图1000。kV级成像源150可以位于第一角度1010处，并且可以如图8所示生成具有FOV 1020的成像x射线束810以对ROI进行成像。在拍摄到了x射线图像之后，kV级成像源150和x射线检测器170可以开始向第二角度转动。在kV成像器朝向第二角度转动时，kV级成像源150的准直器的孔径可以开始根据上述方法调整。在一个实施例中，在角度1030处，kV成像器可以处于在第一角度和第二角度之间转动的过程中。kV级成像源150的准直器的孔径可以正在调整，而使FOV 1050相对于第一角度1010处的FOV 1020减小。在另一实施例中，一旦kV成像器到达了第二角度，就可以调整kV级成像源150的准直器的孔径。在kV成像器到达第二角度1060时，可以完成将kV级成像源150的准直器的孔径调整成对应于在图6B中识别出的ROI。然后，kV成像器可以如图9所示生成具有FOV 1070的成像x射线束910以对ROI进行成像。

图11A是在图8中生成的来自第一角度的x射线图像的示意图1100。x射线图像1110可以对应于在图6A中识别出的ROI，并且包括来自第一角度的患者130的靶区域420。图11B是在图9中生成的来自第二角度的x射线图像的示意图1120。x射线图像1130可以对应于在图6B中识别出的ROI，并且包括来自第二角度的患者130的靶区域420。在一些实施例中，可以使用在图6A和图6B中识别出的ROI来在处置疗程期间重复成像序列。在其它实施例中，处置成像系统可以使用前面所述的方法来接收对图11A和图11B的x射线图像中的新ROI的识别，并且可以开始新的成像序列。

图12示出可以实践本发明实施例的图像引导放射处置(IGRT)系统1200的结构。IGRT系统1200可以包括kV级成像源1202A和1202B，并且kV级成像源1202A和1202B可以安装在手术室的天花板1220上的轨道1222A和1222B上，且可以对准以将来自两个不同位置的成像x射线束1204A和1204B投射成使得束1204A的射线1212A与束1204B的射线1212B在成像中心1226(即，等中心点)处相交，该成像中心1226提供用于在处置期间将用以生成处置束1216A、1216B和1216C的LINAC 1208以及患者1210定位在处置床1214上的参考点。在穿过患者1210之后，成像x射线束1204A和1204B可以照射x射线检测器1224A和1224B的相应成像表面，其中x射线检测器1224A和1224B可以安装在手术室的地板1218上或附近并且彼此基本上平行(例如，在5度内)。kV级成像源1202A和1202B可以基本上共面，使得kV级成像源1202A和1202B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1202A和1202B可以用单个kV级成像源替代。一旦已经生成患者1210的x射线图像，LINAC 1208就可以转动以从不同角度生成处置束1216A、1216B和1216C。在LINAC 1208转动至不同角度的同时，kV级成像源1202A和1202B可以沿着轨道1222A和1222B移动以从新角度生成患者1210的x射线图像。

在一些实施例中，如图13所示，kV级成像源和LINAC可以用在其它类型的基于机架的系统(例如Varian Medical Systems所制造的TrueBeam^TM放射治疗系统)中。放射治疗系统1300可以包括安装到绕穿过等中心点的轴转动的C形臂机架1320的LINAC 1310。放射放疗系统还可以包括由kV级成像源1330和x射线检测器1340组成的处置成像系统。具有可变孔径准直器的kV级成像源1330以及x射线检测器1340可以安装到位于相对于C形臂机架1320的等中心点彼此相对的位置的机器人臂，以允许对处置床1350上的患者的VOI进行成像。

本发明的实施例可以在如图14所示的射野成像系统1400中实现。在射野成像系统1400中，可以在处置期间调整LINAC的束能量，并且该束能量可以允许LINAC用于x射线成像和放射处置这两者。基于机架的放射系统1400包括机架1410、放射源1420(即，LINAC)和射野成像装置1450。机架1410可以转动到与所选择的投射相对应的角度，并且用于获取处置床1440上的患者1430的VOI的x射线图像。然后，放射源1420可以生成穿过患者1430的VOI且入射到射野成像装置1450的x射线束，从而创建VOI的x射线图像。在生成了VOI的x射线图像之后，可以增加放射源1420的束能量，因而放射源1420可以生成处置束以对患者1430的靶区域进行处置。

可选地，本文所述的kV级成像源和操作方法可以与另外其它类型的基于机架的系统一起使用。在一些基于机架的系统中，机架使kV级成像源和LINAC绕穿过等中心点的轴转动。基于机架的系统包括具有大致圆环形状的环形机架，其中患者的身体延伸穿过环/圆环的孔，并且kV级成像源和LINAC安装在环的周长上且绕穿过等中心点的轴转动。基于机架的系统还可以包括C形臂机架，在该C形臂机架中，kV级成像源和LINAC以类似悬臂的方式关于穿过等中心点的轴安装且绕该轴转动。在另一实施例中，kV级成像源和LINAC可以用在基于机器人臂的系统中，该系统包括安装有kV级成像源和LINAC的机器人臂。

除非从前面的讨论中明显说明，否则应当理解，诸如“处理”、“运算”、“生成”、“比较”、“判断”、“计算”、“进行”或“识别”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施例。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施例。应当理解，可以使用各种编程语言来实现本发明的实施例。

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。在可选实施例中，这里的方法和设备可用于医疗技术领域之外的应用，诸如工业成像和材料的非破坏性测试等。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”可以是指非解剖结构对象或区域。

以上对所示的本发明实施例的描述(包括在摘要中描述的内容)并不旨在详尽无遗的或将本发明局限于所公开的精确形式。尽管为了例示性目的在这里描述了本发明的具体实施例和示例，但如相关领域的技术人员将认识到，各种等同变形例均在本发明的范围内。在这里使用词语“示例”或“示例性的”来表示用作示例、实例或例示。在这里描述为“示例”或“示例性的”的任何方面或设计不一定被解释为优选于或优于其它方面或设计。相反，使用词语“示例”或“示例性的”旨在表示以具体方式提出概念。如在本申请中使用的，术语“或”旨在意味着包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文中清楚可见，“X包括A或B”旨在表示任何自然的包容性排列。也就是说，如果X包括A、X包括B、或者X包括A和B这两者，则在上述实例中的任何实例中，都满足“X包括A或B”。另外，如在本申请和所附权利要求书中使用的冠词“a”和“an”一般应被解释为意味着“一个或多个”，除非另外说明或从上下文清楚可见指向单数形式。此外，在全文中使用术语“实施例”或“一个实施例”或者“实现”或“一个实现”并不旨在意味着相同的实施例或实现，除非被描述为如此。此外，如本文中使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是指用以在不同元件之间区分的标签，并且可能不一定具有根据它们的数值指定的顺序含义。

在前面的说明书中，已经参考本发明的具体典型实施例描述了本发明。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，可以对本发明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。

Claims

1.一种方法，包括：

利用成像器从第一位置对包括患者的感兴趣区域即ROI的感兴趣体积即VOI的第一视野即第一FOV进行成像；

利用所述成像器从第二位置对包括所述患者的所述ROI的所述VOI的所述第一FOV进行成像；

接收对来自所述第一位置的所成像的VOI中的、用于指定要成像的ROI的第一部分的第一识别；

接收对来自所述第二位置的所成像的VOI中的、用于指定要成像的ROI的第二部分的第二识别；

响应于接收到所述第一识别，将成像源的准直器的孔径调整为来自所述第一位置的与所述ROI相对应的第二FOV，所述第二FOV不同于来自所述第一位置的所述第一FOV；

使用所述第二FOV从所述第一位置对所述患者的所述ROI进行成像；

响应于接收到所述第二识别，将所述成像源的准直器的孔径调整为来自所述第二位置的与所述ROI相对应的第三FOV，所述第三FOV不同于来自所述第二位置的所述第一FOV；以及

使用所述第三FOV从所述第二位置对所述患者的所述ROI进行成像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所成像的VOI的所述第一部分的所述第一识别和对所成像VOI的所述第二部分的所述第二识别是基于对所述ROI的用户选择的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所成像的VOI的所述第一部分的所述第一识别和对所成像VOI的所述第二部分的所述第二识别是基于对所述ROI的自动识别的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VOI中的所述患者的所述ROI包括位于所述VOI内的至少一个基准标记。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VOI中的所述患者的所述ROI包括位于所述VOI内的解剖结构特征。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述成像源的孔径包括将所述孔径的大小调整为对应于所述ROI的大小。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述成像源的孔径包括调整所述孔径的形状。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在kV级成像器从第一角度向第二角度移动的同时调整所述成像源的孔径。

9.一种系统，包括：

x射线成像器，其包括x射线成像源和x射线检测器，其中所述x射线成像源包括可变孔径准直器；

处理装置，其可操作地连接至所述x射线成像器，以进行以下操作：

利用所述x射线成像器从第一位置对包括患者的感兴趣区域即ROI的感兴趣体积即VOI的第一视野即第一FOV进行成像；

利用所述x射线成像器从第二位置对包括所述患者的所述ROI的所述VOI的所述第一FOV进行成像；

响应于接收到所述第一识别，将所述x射线成像源的可变孔径调整为与来自所述第一位置的与所述ROI相对应的第二FOV，所述第二FOV不同于来自所述第一位置的所述第一FOV；

响应于接收到所述第二识别，将所述x射线成像源的可变孔径调整为来自所述第二位置的与所述ROI相对应的第三FOV，所述第三FOV不同于来自所述第二位置的所述第一FOV；以及

10.根据权利要求9所述的系统，其中，对所成像的VOI的所述第一部分的所述第一识别和对所成像VOI的所述第二部分的所述第二识别是基于对所述ROI的用户选择的。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，对所成像的VOI的所述第一部分的所述第一识别和对所成像VOI的所述第二部分的所述第二识别是基于对所述ROI的自动识别的。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述VOI中的所述患者的所述ROI是位于所述VOI内的至少一个基准标记。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述VOI中的所述患者的所述ROI包括位于所述VOI内的解剖结构特征。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，调整所述x射线成像源的孔径包括将所述孔径的大小调整为对应于所述ROI的大小。

15.根据权利要求9所述的系统，其中，调整所述x射线成像源的孔径包括调整所述孔径的形状。

16.根据权利要求9所述的系统，其中，在所述x射线成像器从第一角度向第二角度移动的同时调整所述x射线成像源的孔径。

17.根据权利要求9所述的系统，其中，所述x射线成像源包括千伏级x射线成像源即kV级x射线成像源。

18.根据权利要求9所述的系统，其中，所述x射线成像源包括兆伏级x射线成像源即MV级x射线成像源。

19.一种具有指令的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令在由处理装置执行时使得所述处理装置进行以下操作：

利用x射线成像源从第一位置使用第一视野即第一FOV对感兴趣体积即VOI进行成像，其中所述VOI包括患者的感兴趣区域即ROI；

将所述x射线成像源的孔径调整为来自所述第一位置的与所述ROI相对应的第二FOV，所述第二FOV不同于来自所述第一位置的所述第一FOV；以及

利用x射线成像器从第二位置使用所述第二FOV对所述VOI进行成像。

20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，调整所述x射线成像源的孔径包括将所述孔径的大小调整为对应于所述ROI的大小。

21.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，调整所述x射线成像源的孔径包括将所述孔径的形状调整为对应于所述ROI的形状。

22.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，在x射线成像器从第一角度向第二角度移动的同时调整所述x射线成像源的孔径。

23.一种方法，包括：

接收对患者的内部靶区域的识别；

响应于接收到第一识别，将x射线成像源的准直器的孔径调整为与所述内部靶区域相对应的第一视场即第一FOV；

利用x射线成像器，使用所述第一FOV来周期性地生成与所述内部靶区域有关的内部位置数据；

使用外部传感器来连续地生成与所述患者的身体的外部运动有关的外部位置数据；

使用所述外部传感器的所述外部位置数据和所述内部靶区域的所述内部位置数据来生成所述内部靶区域的位置与所述外部传感器之间的相关性模型；

基于所述相关性模型来预测所述内部靶区域在稍后时间的位置；以及

将所述x射线成像源的所述准直器的孔径调整为与所预测的所述内部靶区域的位置相对应的第二FOV。