CN112546458A - 一种调节多叶准直器的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种调节多叶准直器(MLC)的系统和方法。所述多叶准直器可以包括至少一组闭合叶片对。所述方法可以包括:对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
Description
优先权声明
本申请要求2020年1月23日递交的美国申请16/750,014的优先权,其内容以引用的方式被包含于此。
技术领域
本申请一般涉及一种多叶准直器,并且更具体地,涉及用于调节多叶准直器的系统和方法。
背景技术
辐射治疗已被广泛用于癌症治疗中,其中电离辐射被引导向对象的治疗区域(例如,肿瘤)。在辐射治疗中,传输高能电磁辐射束和/或粒子以杀死或抑制不需要的组织的生长。通常,期望界定辐射线,以使辐射剂量在治疗区域中最大化而在对象的健康组织中最小化。多叶准直器(MLC)在界定辐射线方面起着重要作用。MLC可以具有多组叶片对。尽管已经小心,但是在射束传输期间可能会在叶片之间发生辐射泄漏,这可能会在对象的健康组织的特定位置引起不需要的辐射累积。因此,期望提供一种方法和系统,用于调节辐射传输设备的MLC、调节MLC的泄漏分布和/或减小辐射中通过MLC的叶片间隙的辐射泄漏的影响。
发明内容
在本申请的一方面,提供了一种用于根据治疗计划或其一部分在治疗过程中调节多叶准直器(MLC)的系统。MLC可以在治疗过程中包括至少一组闭合叶片对。所述系统可以包括:至少一个存储指令集的存储设备;以及至少一个与存储设备通信的处理器。在执行所述指令集时,所述至少一个处理器可以用于使所述系统执行操作,所属操作可以包括:对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及基于在治疗过程之前或期间所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
在一些实施例中,所述确定闭合叶片对的偏移量可以包括:指定随机值作为所述偏移量。
在一些实施例中,所述系统还可以包括:通过随机值生成器为所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对生成所述随机值。
在一些实施例中,治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述系统还可以包括:在一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次过程中或开始之前,为至少一组闭合叶片对中的每一组产生偏移量。
在一些实施例中,治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述系统还可以包括:在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次过程中或开始之前,为所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对生成所述偏移量。
在一些实施例中,所述系统还可以包括:在治疗计划的设计过程中确定所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的所述偏移量,所述治疗计划的设计过程在所述治疗过程之前生成所述治疗计划。
在一些实施例中,所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的所述偏移量不大于预定阈值。所述预定阈值可以在治疗计划的设计过程中确定,所述治疗计划的设计过程在治疗过程之前生成治疗计划。
在一些实施例中,所述系统还可以包括:基于与所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的剂量泄漏相关的泄漏分布,评估或调整所述偏移量。
在一些实施例中,所述治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次内动态移动。
在一些实施例中,所述治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次内的射束传输期间动态移动。
在一些实施例中,治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:使所述至少一组闭合叶片对中的第一闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第一治疗分次内移动第一偏移量;和/或使所述至少一组闭合叶片对中的第一闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第二治疗分次内移动第二偏移量。
在一些实施例中,治疗过程可以包括一个或多个治疗分次。所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:使所述至少一组闭合叶片对中的第三闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第三治疗分次内移动第三偏移量;和/或使所述至少一组闭合叶片对中的第四闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次的所述第三治疗分次中移动第四偏移量。
在一些实施例中,所述系统还可以包括,使一组或多组开放叶片对根据所述治疗计划移动,其中所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:当根据所述治疗计划使所述一组或多组开放叶片对移动时,基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动;或者当所述一组或多组开放叶片对是静态的时,基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
在一些实施例中,所述系统还可以包括从一组或多组没有被任何挡块覆盖的闭合叶片对中确定所述至少一组闭合叶片对。
在一些实施例中,所述系统还可以包括:确定第五叶片对,所述第五叶片对的状态在所述治疗过程中从开放变为闭合;和/或在所述第五叶片对闭合之后,使所述第五叶片对移动第五偏移量。
在一些实施例中,所述系统还可以包括:确定第六叶片对,所述第六叶片对的状态在所述治疗过程中从闭合变为开放;在所述第六叶片对闭合期间,使所述第六叶片对移动第六偏移量;在开放所述第六叶片对之前,使所述第六叶片对根据所述治疗计划移动到指定位置;和/或使所述第六叶片对根据所述治疗计划从所述指定位置移动。
在一些实施例中,所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对可以具有在所述每一组闭合叶片对之间的间隙。所述基于所述确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动可以包括:使所述至少一组闭合叶片对基于所确定的至少一个偏移量移动,从而通过相对应的确定的偏移量调整所述每一组闭合叶片对之间的所述间隙的位置。
在一些实施例中,MLC可以包括至少两层叶片。至少两层叶片可以包括第一层和第二层。第一层可以包括第一闭合叶片对。第二层可以包括第二闭合叶片对。所述系统还可以包括:独立地产生第一随机值和第二随机值;使第一层中的第一闭合叶片对基于第一随机值移动;和/或使第二层中的第二闭合叶片对基于第二随机值移动。
在本申请的另一方面,提供了一种用于根据治疗计划或其一部分调整治疗过程中的多叶准直器(MLC)的方法。所述方法可以在至少一台机器上实施,每台机器具有至少一个处理器和至少一个存储设备。在治疗过程中,MLC可以包括至少一组闭合叶片对。所述方法可以包括:对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
在本申请的另一方面,提供了一种用于根据治疗计划或其一部分在治疗过程中调节多叶准直器(MLC)的系统。MLC可以在治疗过程中包括至少一组闭合叶片对。所述系统可以包括:驱动机构,用于驱动至少一组闭合叶片对移动;以及控制器,用于:对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及根据在治疗过程之前或期间所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解,本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图未按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例,在这些实施例中,各图中相同的编号表示相似的结构,其中:
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性辐射治疗系统的示意图;
图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图,在其上可以实现辐射治疗系统;
图3是根据本申请的一些实施例所示的示例性移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图,在其上可以实现辐射治疗系统;
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性多叶准直器(MLC)的一部分的示意图;
图5A-5D是根据本申请的一些实施例所示的示例性的叶片间隙辐射泄漏的示意图;
图6A-6D是根据本申请的一些实施例所示的闭合叶片对的叶片间隙的位置的示例性调整过程的示意图;
图7是根据本申请的一些实施例所示的具有一个或多个挡块的示例性MLC的示意图;
图8A和图8B是根据本申请的一些实施例所示的在存在挡块的情况下闭合叶片对的叶片间隙的位置的示例性调整过程的示意图;
图9是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的框图;以及
图10是根据本申请的一些实施例所示的用于调节多叶准直器(MLC)的示例性过程的流程图。
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,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而,本领域技术人员应该明白,可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其它情况下,为了避免不必要地使本申请的各方面变得晦涩难懂,已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲,显然可以对所公开的实施例作出各种改变,并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下,本申请中所定义的普遍原则可以适用于其它实施例和应用场景。因此,本申请不限于所示的实施例,而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。
本申请中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的,而非限制性的。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式,除非上下文明确提示例外情形。还应当理解,如在本申请说明书中使用的术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件,但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。
可以理解的是,本文中使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是一种用于按升序区分不同级别的不同组件、元件、零件、部分或装配件的一种方法。但是,如果这些术语达到相同的目的,则可以被其他表达替换。
通常,本文所使用的词“模块”、“单元”或“块”是指硬件或固件中体现的逻辑或软件指令的集合。本文描述的模块、单元或块可以作为软件和/或硬件实现,并且可以被存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或另一存储设备中。在一些实施例中,软件模块/单元 /块可以被编译并被链接到可执行程序中。将意识到,软件模块可以是可从其他模块/单元/块或从其自身调用的,和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用。配置为在计算设备上执行的软件模块/单元/块(例如,如图2所示的处理器210)可以设置在计算机可读介质上,例如光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘、或任何其他有形媒体,或作为数字下载(并且可以最初以压缩或可安装的格式存储,该格式需要在执行之前进行安装、解压或解密)。这样的软件代码可以部分地或全部地存储在正在执行的计算设备的存储设备上,并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以被嵌入到固件,例如EPROM中。还将意识到,硬件模块/单元 /块可以被包括在连接的逻辑组件中,例如门和触发器,和/或可以被包括在可编程单元中,例如可编程门阵列或处理器。本文描述的模块/单元/块或计算设备功能可以被实现为软件模块/ 单元/块,还可以以硬件或固件来表示。通常,本文描述的模块/单元/块,它们可以与其他模块 /单元/块组合,或者尽管它们是物理组织或存储的,但也可以被划分为子模块/子单元/子块。该描述可以适用于系统、引擎或其一部分。
将理解的是,当单元、引擎、模块或块被称为在另一单元、引擎、模块或块“上”、“连接”或“耦合至”另一单元、引擎、模块或块时,其可以直接在其它单元、引擎、模块或块上,与其连接或耦合或与之通信,或者可以存在中间单元、引擎、模块或块,除非上下文另有明确说明。在本申请中,术语“和/或”可包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。
根据以下对附图的描述,本申请的这些和其它的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法,以及部件组合和制造经济性,可以变得更加显而易见,这些附图都构成本申请说明书的一部分。然而,应当理解的是,附图仅仅是为了说明和描述的目的,并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是,附图并不是按比例绘制的。
本申请使用的流程图示出了根据本申请公开的一些实施例所示的系统所执行的操作。应当理解的是,流程图中的操作可以不按顺序执行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,也可以将一个或多个其他操作添加到这些流程图中。也可以从流程图中删除一个或多个操作。
本申请涉及一种系统和方法,用于调节辐射传输设备的多叶准直器(MLC)、调节多叶准直器的泄漏分布和/或减少辐射中MLC的叶片间隙泄漏的影响。由于叶片之间(例如,MLC的闭合叶片对的叶片之间)存在叶片间隙,因此可能会发生通过叶片间隙的辐射泄漏。在本申请中,可以在治疗过程中调整MLC的一组或多组闭合叶片对的位置,从而可以调整或改变MLC的叶片间隙的泄漏分布,并且可以减轻叶片间隙泄漏的影响。具体地,在一些实施例中,可以在治疗分次或射束传输过程中或开始之前为一组或多组闭合叶片对确定一个或多个偏移量,并且可以通过相对应的偏移量驱动一组或多组闭合叶片对移动,以便可以调整闭合叶片对之间的叶片间隙的位置。在一些实施例中,偏移量可以具有随机值,并且闭合叶片对之间的叶片间隙的位置可以随机地分散,因此闭合叶片对之间的叶片间隙泄漏可以随机分散。通过调整闭合叶片对,可以避免或减轻特定部位(即,热点)中泄漏剂量的累积。例如,可以分布叶片间隙泄漏,而不是将叶片间隙泄漏累积在关键器官的特定部位上。因此,可以减少或减轻叶片间隙泄漏对正常组织(例如,关键器官)的影响,而无需对当前的辐射设备 (例如,辐射治疗设备)进行复杂的修改或复杂的操作。
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性辐射治疗系统的示意图。如图1所示,辐射治疗系统100可以包括辐射传输设备110、网络120、一个或多个终端130、处理设备140 和存储设备150。在一些实施例中,终端130可以被用作一个或多个上位计算机(或主计算机),而处理设备140可以被用作一个下位计算机(或从属计算机)。辐射治疗系统100中的组件可以以各种方式中的一种或多种方式连接。仅作为示例,辐射传输设备110可以直接连接到处理设备140(例如,经由光纤(例如,外围组件互连专用(PCI-E)电缆))。又例如,辐射传输设备110可以通过网络120连接到处理设备140,如由双向箭头所指示的,该双向箭头连接辐射传输设备110和网络120。作为又一个示例,存储设备150可以直接或通过网络120连接到处理设备140。作为又一个示例,终端130可以直接(如连接终端130和处理设备140的虚线中的双向箭头所示)或通过网络120连接到处理设备140。
在一些实施例中,辐射传输设备110可以是辐射治疗(RT)设备。在一些实施例中,RT设备可以将一个或多个辐射束传输到对象(例如,患者)的治疗区域(例如,肿瘤),以减轻对象的症状。在一些实施例中,RT设备可以是适形辐射治疗设备、图像引导辐射治疗(IGRT)设备、调强辐射治疗(IMRT)设备、调强电弧治疗(IMAT)设备等。在一些实施例中,RT设备可以包括线性加速器(也被称为“直线加速器”)。直线加速器可以从治疗头产生并发射辐射束(例如,X射线束)。辐射束可以穿过形成特定形状的一个或多个准直器 (例如,MLC),并且进入对象。在一些实施例中,辐射束可以包括电子、光子或其他类型的辐射。在一些实施例中,辐射束的能量可以在兆伏级范围内(例如,大于1MeV),并且因此可以被称为兆伏级束。治疗头可以连接到机架。机架可以例如绕机架旋转轴顺时针或逆时针旋转。在一些实施例中,治疗头可以与机架一起旋转。在一些实施例中,RT设备可以进一步包括用于在辐射治疗期间支撑对象的床板。
在一些实施例中,辐射传输设备110还可以包括一个或多个MLC(图1中未示出)。MLC可以用于准直辐射传输设备110的辐射束和/或限定辐射束的束形状。在一些实施例中,MLC可以包括多个叶片。多个叶片可以形成孔。孔可以限定或修改被传输到对象的射束的形状。在一些实施例中,可以根据治疗计划移动MLC的一个或多个叶片。在一些实施例中,孔的形状可以根据治疗计划的期望分割形状改变。在一些实施例中,治疗计划可以由与辐射治疗系统100相关的治疗计划系统(TPS)产生。
在一些实施例中,辐射传输设备110还可以包括驱动机构(图1中未示出),所述驱动机构用于驱动叶片移动。在一些实施例中,驱动机构可以包括一个或多个驱动电路(图1中未示出)。在一些实施例中,驱动电路可以产生驱动信号以在治疗期间驱动MLC的叶片向目标位置移动。在一些实施例中,驱动电路可以设置在辐射传输设备110中,并且可以经由辐射传输设备110与处理设备140之间的连接与处理设备140通信。例如,处理设备140可以向驱动电路提供(或发送)控制信号,因此,驱动电路可以生成驱动信号使例如一个或多个驱动器驱动叶片朝向目标位置移动。
在一些实施例中,辐射传输设备110还可以包括一个或多个驱动器,所述驱动器用于驱动叶片移动。在一些实施例中,驱动器可以驱动叶片根据驱动信号移动。在一些实施例中,每个叶片可以由一个驱动器驱动。示例性的驱动器可以与液压驱动机构、基于弹簧的驱动机构、基于电荷的驱动机构、磁性驱动机构、气动驱动机构等或其组合相关。在下面的描述中,出于说明目的描述了电动机。应当注意,当使用本申请的驱动方法和系统时,可以使用任何其他类型的驱动器驱动叶片移动。
在一些实施例中,辐射传输设备110还可以包括一个或多个位置检测设备(图1中未示出)。位置检测设备可以用于直接或间接地检测叶片的当前位置和/或叶片的当前速度。在一些实施例中,位置检测设备可以检测叶片的位移,并且可以基于叶片的位移和叶片的初始位置确定叶片的当前位置,因此,可以基于叶片的位移和叶片移动的时间来确定叶片的当前速度。示例性位置检测设备可以包括磁位移传感器(例如,霍尔效应传感器)、光栅位移传感器、编码器(例如,安装在驱动器(例如,马达、汽缸等)上的编码器)、电位计(例如,安装在电动机上的电位计)等,或其任意组合。在一些实施例中,叶片可以具有相对应的位置检测设备。
在一些实施例中,叶片可以具有两个相对应的位置检测设备。例如,叶片可以具有磁位移传感器和电位计。由两个位置检测设备检测到的叶片的位移可以用于确定叶片的移动是否异常。
在一些实施例中,叶片的当前位置和/或叶片的当前速度可以被发送到处理设备140 (例如,控制模块904)以产生控制信号。在一些实施例中,处理设备140可以基于叶片的当前位置和/或叶片的当前速度控制叶片移动。在一些实施例中,叶片的当前位置和/或叶片的当前速度还可以被发送到终端130以进行显示。
在一些实施例中,待处理或扫描(也被称为成像)的对象可以包括身体、物质等,或其任意组合。在一些实施例中,对象可以包括身体的特定部分,例如头部、胸部、腹部等,或其任意组合。在一些实施例中,对象可以包括特定器官,例如乳房、食道、气管、支气管、胃、胆囊、小肠、结肠、膀胱、输尿管、子宫、输卵管等。
网络120可以包括能够促进辐射治疗系统100的信息和/或数据的交换的任何合适的网络。在一些实施例中,辐射治疗系统100的一个或多个组件(例如,辐射传输设备110、终端130、处理设备140、存储设备150等)可以经由网络120与辐射治疗系统100的一个或多个其他组件通信信息和/或数据。例如,处理设备140可以经由网络120从辐射传输设备110 获取与MLC的叶片相对应的数据。又例如,处理设备140可以经由网络120从终端130获取用户指令。网络120可以是和/或包括公共网络(例如,互联网)、专用网络(例如,局域网(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如,例如、以太网、无线网络(例如,802.11 网络、Wi-Fi网络等)、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、服务器计算机和/或其任意组合。仅作为示例,网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络、 ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等,或其任意组合。在一些实施例中,网络120可以包括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,诸如基站和/或互联网交换点,辐射治疗系统100的一个或多个组件可以通过所述有线和/或无线接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以在用户和辐射治疗系统100之间进行交互。终端130可以包括移动设备131、平板计算机132、膝上型计算机133等,或其任意组合。在一些实施例中,移动设备131可以包括智能家居设备、可穿戴设备、移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等、或其任意组合。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,智能家居设备可以包括智能照明设备、智能电器控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、对讲机等,或其任意组合。在一些实施例中,可穿戴设备可以包括手镯、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣物、背包、智能配件等,或其任意组合。在一些实施例中,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、膝上型计算机、平板计算机、台式计算机或喜欢,或其任意组合。在一些实施例中,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、虚拟现实眼罩、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实眼罩等,或其任意组合。例如,虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括 GoogleGlassTM、OculusRiftTM、HololensTM、GearVRTM等。在一些实施例中,终端130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中,终端130可以远程地操作辐射传输设备110。在一些实施例中,终端130可以经由无线连接操作辐射传输设备110。在一些实施例中,终端 130可以接收用户输入的信息和/或指令,并且经由网络120将接收到的信息和/或指令发送到辐射传输设备110或处理设备140。在一些实施例中,终端130可以从处理设备140接收数据和/或信息。在一些实施例中,终端130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中,可以省略终端130。在一些实施例中,终端130可以包括控制手柄、控制箱、控制台等。在一些实施例中,用户可以通过终端130选择启用或禁用图10所示的叶片的性能。
处理设备140可以处理从辐射传输设备110、终端130和/或存储设备150获取的数据和/或信息。例如,处理设备140可以确定多叶准直器(MLC)的一组或多组闭合叶片对。又例如,处理设备140可以确定一组或多组闭合叶片对的一个或多个偏移量。作为又一示例,处理设备140可以基于相对应的确定的偏移量使一组或多组闭合叶片对移动。再例如,处理设备140可以根据治疗计划使一组或多组开放叶片对移动。
在一些实施例中,处理设备140可以是计算机、用户控制台、单个服务器或服务器组等。服务器组可以是集中式或分布式的。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可以经由网络120访问存储在辐射传输设备110、终端130和/或存储设备150中的信息和/或数据。又例如,处理设备140可以直接连接至辐射传输设备110、终端130和/或存储设备150以访问所存储的信息和/或数据。在一些实施例中,处理设备140可以在云平台上实现。仅作为示例,所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等,或其任意组合。在一些实施例中,处理设备140可以由具有如图2所示的一个或多个组件的计算设备200实现。
在一些实施例中,辐射治疗系统100的组件(例如,辐射传输设备110、终端130、处理设备140)可以在治疗过程中彼此通信。例如,在治疗过程开始之前,终端130可以将与叶片的指定位置有关的指令或信息发送至处理设备140。处理设备140可以确定多叶准直器(MLC)的一组或多组闭合叶片对。又例如,在一个或多个治疗分次开始之前,一组或多组闭合叶片对中的至少一对叶片对的一个或多个偏移量可以由处理设备140确定和/或存储在终端130中。作为又一示例,在治疗过程期间,辐射传输设备110可以将闭合叶片对的当前位置传送到处理设备140,并且处理设备140可以基于相对应的确定的偏移量和/或闭合叶片对的当前位置使一组或多组闭合叶片对移动。再例如,处理设备140可以将闭合叶片对的当前位置发送到终端130以进行显示。
存储设备150可以存储数据、指令和/或任意其他信息。在一些实施例中,存储设备150可以存储从辐射传输设备110、终端130和/或处理设备140获取的数据。例如,存储设备150可以存储治疗计划、与叶片的移动状态有关的参数(例如,当前位置、偏移量)等。在一些实施例中,存储设备150可以存储数据和/或处理设备140可以执行或用于执行本申请中的示例性方法的指令。在一些实施例中,存储设备150可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储、只读存储器(ROM)等,或其任意组合。示例性大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储设备可以包括闪存存储、软盘、光盘、存储卡、zip磁盘、磁带等。示例性易失性读写内存可以包括随机存取内存(RAM)。示例性RAM可以包括动态随机存取内存(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取内存 (DDRSDRAM)、静态随机存取内存(SRAM)、晶闸管随机存取内存(T-RAM)和零电容随机存取内存(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能盘只读存储器等。在一些实施例中,所述存储设备150可以在云平台上实现。仅作为示例,所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等,或其任意组合。
在一些实施例中,存储设备150可以连接到网络120以与辐射治疗系统100中的一个或多个其他组件(例如,处理设备140、终端130等)通信。辐射治疗系统100中的一个或多个组件可以经由网络120访问存储在存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中,存储设备150可以直接连接到辐射治疗系统100中的一个或多个其他组件(例如,处理设备140、终端130等)或与之通信。在一些实施例中,存储设备150可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中,处理设备140可以经由网络120或在处理设备140的后端连接到辐射传输设备110或与辐射传输设备110通信。
图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图,在其上可以实现处理设备140。如图2所示,计算设备200可以包括处理器210、存储器220、输入/输出(I/O)230和通信端口240。
处理器210可以根据本文描述的技术执行计算机指令(例如,程序代码)并执行处理设备140的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能,其执行本文的特定功能。例如,处理器210可以处理从辐射传输设备110、终端 130、存储设备150和/或辐射治疗系统100的任何其他组件获取的数据。在一些实施例中,处理器210可以确定一组或多组闭合叶片对。在一些实施例中,处理器210可以为一组或多组闭合叶片对确定一个或多个偏移量。在一些实施例中,处理器210可以基于相对应的确定的偏移量使一组或多组闭合叶片对移动。在一些实施例中,处理器210可以根据治疗计划使一组或多组开放叶片对移动。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(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑设备(PLD)、能够执行一个或多个功能的任意电路或处理器等,或其任意组合。
仅仅为了说明,在计算设备200中仅描述了一个处理器。然而,应注意,本申请中的计算设备200还可以包括多个处理器,因此,如本申请中所述的由一个处理器执行的操作和/ 或方法步骤也可以由多个处理器联合或分开地执行。例如,如果在本申请中,计算设备200的处理器同时执行操作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中的两个或以上不同的处理器联合或分开地执行(例如,第一处理器执行操作A,第二处理器执行操作B,或者第一处理器和第二处理器共同执行操作A和B)。
存储器220可以存储从辐射传输设备110、终端130、存储设备150和/或辐射治疗系统100的任何其他组件获取的数据/信息。在一些实施例中,存储器220可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等,或其任意组合。例如,大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储设备可以包括闪存存储、软盘、光盘、存储卡、zip磁盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储(RAM)。 RAM可以包括动态随机存取存储(DRAM)、双倍速率同步动态随机存取存储(DDRSDRAM)、静态随机存取存储(SRAM)、晶闸管随机存取存储(T-RAM)和零电容器随机存取存储(Z- RAM)等。ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能盘只读存储器等。在一些实施例中,存储器220可以存储一个或多个程序和/或指令以执行本申请的示例性方法。例如,存储器220可以存储用于驱动MLC 的叶片的程序。
I/O230可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中,I/O230可以使用户能够与处理设备140交互。在一些实施例中,I/O230可以包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等,或其组合。输出设备的示例可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等,或其组合。显示设备的示例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、曲面屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)、触摸屏屏幕等,或其组合。
通信端口240可以连接到网络(例如,网络120)以促进数据通信。通信端口240可以在处理设备140与辐射传输设备110,终端130和/或存储设备150之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、可以实现数据发送和/或接收的任意其他通信连接,和/或这些连接的任意组合。有线连接可以包括例如电缆、光缆、电话线等、或其任何组合。无线连接可以包括,例如,蓝牙TM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,或其任意组合。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,可以根据数字成像和医学通信(DICOM)协议设计通信端口 240。
图3是根据本申请的一些实施例所示的示例性移动设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图,在其上可以实现终端130。如图3所示,移动设备300可以包括通信平台310、显示器320、图形处理单元(GPU)330、中央处理单元(CPU)340、I/O350、内存360和存储器390。在一些实施例中,任意其他合适的组件,包括但不限于系统总线或控制器(未示出),也可以包括在移动设备300内。在一些实施例中,操作系统370(例如,iOS、AndroidTM、WindowsPhoneTM等)和一个或多个应用程序380可以从存储器390加载到内存360中以便由CPU 340执行。应用程序380可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用程序,用于从处理设备140接收和渲染与图像处理有关的信息或其他信息。通过I/O 350可以实现与信息流的用户交互,并且通过网络120将其提供给处理设备140和/或辐射治疗系统100的其他组件。在一些实施例中,用户可以经由移动设备300将参数输入到辐射治疗系统100。
为了实现上述各种模块、单元及其功能,计算机硬件平台可以用作一个或多个元件(例如,图1中描述的辐射治疗系统100的处理设备140和/或其他组件)的硬件平台。由于这些硬件元件、操作系统和程序语言是通用的;可以假设,本领域技术人员可以熟悉这些技术,并且他们可以根据本申请中描述的技术提供成像中所需的信息。具有用户界面的计算机可以用作个人计算机(PC)或其他类型的工作站或终端设备。经过正确编程后,可以将具有用户界面的计算机用作服务器。可以认为,本领域技术人员也可以熟悉这种类型的计算设备的结构、程序或一般操作。
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性多叶准直器(MLC)的一部分的示意图。尽管出于说明目的在图4中仅示出了一列叶片,但是应当注意,MLC 400可以包括两列或以上叶片。例如,MLC 400可以包括布置在相同水平(即,相同平面)中的两个相对的列。又例如,MLC 400可以包括两层或以上叶片(即,在两个或以上不同平面中的两套或以上叶片、两层或以上叶片,例如,一层在另一层之上),并且每一水平(或层)可以包括两个或以上相对的列。如图4所示,MLC 400可以包括多个叶片410、导轨箱440、一个或多个驱动机构430以及壳体420。在一些实施例中,壳体420可以用于容纳多个叶片410、驱动机构430 等。在一些实施例中,壳体420可以与导轨箱440连接。
在一些实施例中,多个叶片410可以沿设置在导轨箱440上的多个导轨移动。在一些实施例中,多个叶片中的至少一些叶片410可以在彼此平行的方向上移动。在一些实施例中,叶片410中的至少一些叶片可以被配置为在辐射传输关闭时同时移动。多个叶片410可以用于屏蔽一部分辐射束并形成孔以允许一部分辐射束通过。穿过孔的一部分辐射束可以到达对象的治疗区域以执行辐射治疗(RT)。在一些实施例中,处理设备140可以根据与MLC400 相关联的一个或多个参数(例如,由MLC 400形成的孔的形状定义的分割形状)控制MLC400的至少一个叶片410移动到一个或多个位置以修改孔的形状。参数可以由处理设备140预先确定,或者可以在特定条件发生时根据特定条件确定。示例性条件可以包括对象的扫描图像指示待治疗的目标区域的位置或形状被改变。在一些实施例中,可以在治疗计划中预设一个或多个参数。
在一些实施例中,MLC 400可以包括被配置为采取离散位置的一个或多个叶片。在一些实施例中,MLC可以包括一个或多个“二元”的叶片,因为叶片可以仅呈现闭合(即,辐射屏蔽)和开放(即,辐射发射)状态。这样的包括“二元”叶片的MLC可以被称为二元 MLC。在一些实施例中,MLC 400可以包括一个或多个叶片410,叶片410被配置为在多个位置之间移动并停在沿着其移动轨迹的位置上。在一些实施例中,至少两个位置中的一个或多个位置可以是可调整的。在一些实施例中,所述至少两个位置可以由处理设备140确定或调整。在一些实施例中,每个叶片410可以具有闭合位置(或辐射屏蔽位置)和开放位置(或辐射发射位置)。如果叶片在其闭合位置,则辐射束的子辐射束的通过可以被阻挡。如果叶片在其开放位置,则可以允许辐射束的子辐射束通过。叶片410在其对应的开放位置处可以形成孔,使得辐射束(例如,从辐射传输设备110发射的辐射束)可以穿过孔并到达对象的治疗区域以执行RT。在一些实施例中,叶片的闭合位置和/或开放位置可以根据治疗计划调整。例如,叶片可以具有一个或多个开放位置,其可以有助于限定一个或多个孔的形状。
在一些实施例中,MLC可以包括布置在相同水平(即,相同平面)中的两个相对的列。多个叶片可以布置在两个相对的列中和/或形成多组叶片对。叶片对可以指分别布置在两个相对的列中的两个叶片,并且如图4所示,可以沿着X轴方向相对于彼此纵向移动。在一些实施例中,纵向移动方向可以横穿射束方向(沿着图4所示的Z轴方向)。在一些实施例中,一列中的一组叶片对中的一个叶片可以相对于相对的另一列中的所述叶片对中的另一叶片纵向移动。在一些实施例中,不是形成孔形状的叶片对的一部分中的一组或多组闭合叶片对可以闭合并形成一组或多组闭合叶片对。闭合叶片对可以被配置为阻挡撞击在其上的辐射束的至少一部分。在一些实施例中,闭合叶片对的叶片之间(在叶片相遇的地方)可以存在间隙。撞击在闭合叶片对上的辐射束的至少一部分可以通过间隙泄漏。在一些实施例中,可以调整闭合叶片对的位置,使得闭合叶片对的叶片之间的间隙的位置可以调整。在一些实施例中,如果一组或多组闭合叶片对或其一部分(例如,一组或多组闭合叶片对中的每一组叶片对的叶片之间的间隙)被挡块覆盖,则所述一组或多组闭合叶片对可以保持静止而无需位置调整。
驱动机构430可以用于驱动叶片410中的一个或多个叶片移动。在一些实施例中,驱动机构430可以促进叶片410的移动,使得MLC 400能够在第一孔形状和第二孔形状之间平移叶片410。在一些实施例中,每个叶片410可以在第一位置和第二位置之间(例如,从开放位置到闭合位置、从闭合位置到开放位置、从第一开放位置到第二开放位置、从第一闭合位置到第二闭合位置)平移。在一些实施例中,每个叶片410可以被驱动以独立地或与MLC400 的其他叶片410分开地移动。在一些实施例中,两个或多个叶片410可以被驱动以同时移动。叶片410的位置的调整的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图5A-8B及其描述)。
在一些实施例中,驱动机构430可以包括液压驱动机构、基于弹簧的驱动机构、基于电荷的驱动机构、磁驱动机构、气动驱动机构等,或其组合。在一些实施例中,驱动机构430 可以包括多个驱动马达。在一些实施例中,驱动马达可以驱动一个或多个叶片410移动。在一些实施例中,驱动机构430可以包括驱动螺杆。所述驱动螺杆可操作地连接至驱动马达,以将由驱动马达产生的驱动力传递至相对应的叶片。驱动机构430可以单独地和/或独立地移动MLC 400的每个叶片,或者可以一起移动两个或以上叶片。
在一些实施例中,MLC 400可以包括多个叶片410,例如12、15、16、24、25、31、 32、36、48、50、64、72、75、100、101、120、128、135等。仅作为示例,MLC 400可以包括64个叶片。在一些实施例中,MLC 400的每个叶片410可以具有约1毫米至约10毫米 (例如,约2毫米)的宽度。在一些实施例中,每片叶片的行进长度可以是从约0.25厘米到约3厘米(例如,约1厘米)。MLC 400的叶片410的行进范围越小,由MLC 400限定的孔径可以越精确,并且辐射传输可以越精确。然而,在一些实施例中,减小叶片行进长度和/或宽度可能延长患者治疗时间。叶片410的尺寸和形状可以至少部分地由机架的几何形状、辐射束的宽度和/或待施加辐射的期望“分辨率”(例如,叶片宽度、叶片数量(或数目))确定。叶片410的深度(或高度)可以足够厚以在叶片410处于闭合位置时阻止辐射束的透射。叶片410的深度可以是叶片410沿Z轴方向的尺寸,如图4所示。
在一些实施例中,可以通过增加驱动机构430的速度增加叶片移动的速度。替代地或附加地,MLC 400可以可选地使用重量减轻的叶片。在一些实施例中,只有遮住辐射束的叶片410的一部分可以具有高原子序数材料(例如,钨),而叶片410的外围支撑结构可以包括一种或多种重量较轻的材料。在一些实施例中,叶片410的一部分可以由基本上不透辐射的材料(例如,钨)制成,而叶片410的其余部分可以由一种或多种其他材料制成(例如,比基本上不透辐射材料密度更小和/或更轻的材料,例如,不锈钢或钛)。在一些实施例中,叶片410上由基本上不透辐射材料制成的部分也可以被称为叶片410的基本上不透辐射的部分。在一些实施例中,去除或挖空叶片410的一个或多个区域可以帮助减轻叶片410的重量,而叶片410阻止辐射透射的能力几乎没有影响。例如,在辐射路径中的叶片410的基本不透辐射部分的第一部分可以是基本实心的,而不在辐射路径中的叶片410的基本不透辐射部分的第二部分可以具有一个或多个空心区域。
在一些实施例中,如图4所示,X轴方向可以指MLC的叶片的纵向移动方向(如箭头A所示),Y轴方向可以指在MLC的同一列中的相邻叶片的排列方向,以及Z轴方向可以垂直于X轴方向和Y轴方向。在一些实施例中,X轴方向和Y轴方向可以横穿射束方向。应当注意,本申请中的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向是相对于MLC定义的。如果MLC与机架一起旋转,则相对于辐射传输设备110的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的实际方向可以随MLC的旋转而改变。在一些实施例中,叶片的纵向移动方向可以由箭头A指示,即,如图4所示的X轴方向。
图5A-5D是根据本申请的一些实施例所示的示例性的叶片间隙辐射泄漏的示意图。图5A是通过叶片的第一泄漏的示意图。图5B是两个相邻叶片之间的第二泄漏的示意图。图 5C是一组闭合叶片对之间的第三泄漏的示意图。图5D是三种类型的叶片间隙泄漏的示意图。
在一些实施例中,叶片的“长度”、“宽度”、“高度”、“侧面”和“端部”可以在MLC和辐射泄漏效应的描述中使用。如本文中所使用的,叶片的“长度”可以指平行于叶片移动方向的叶片尺寸(例如,在X轴方向上)。叶片的“宽度”可以指横穿叶片的移动方向和辐射束的方向的叶片尺寸(例如,在Y轴方向)。叶片的“高度”可以指基本上沿着辐射束方向的叶片尺寸(例如,在Z轴方向上)。叶片的“侧面”可以指叶片的朝向同一排中的相邻叶片的表面(例如,在XZ平面中)。叶片的“端部”可以指沿叶片的长度在叶片的端部处的叶片的表面(例如,在YZ平面中)。
在一些实施例中,图5A-5D所示的MLC的叶片可以具有矩形形状。应当注意的是,图5A-5D中的矩形立方体仅用于说明目的,并不旨在限制本申请中叶片的范围。在一些实施例中,MLC中的叶片可以具有基本相同的横截面(例如,YZ平面中的横截面)。例如,MLC 中的叶片可以具有相同的梯形横截面。叶片的横截面可以具有其他形状,例如包括矩形、倾斜的梯形或具有阶梯状或波浪形侧面的梯形等。在一些实施例中,叶片的横截面的图案可以交替,例如梯形、矩形、梯形、矩形等等。在一些实施例中,叶片的侧面可以是平坦的。在一些实施例中,相邻叶片的侧面可以形成范围为大约10至100微米的间隙或间隔,以促进叶片之间的相对移动。在一些实施例中,叶侧间隙可以基本相同。在一些实施例中,叶片的端面可以是圆形的、平坦的或各种其他构造中的一种。
通过叶片的第一泄漏如图5A所示。图5A中所示的箭头示出了辐射束。辐射束可以从辐射源发射。辐射束可以包括多个子辐射束。在一些实施例中,实线箭头可以指示从辐射源传输到叶片501的辐射束。在一些实施例中,虚线箭头可以指示通过叶片501的第一泄漏。辐射束可以包括粒子束、光子束、超声束(例如,高强度聚焦超声束)等,或其组合。粒子束可以包括中子、质子、电子、重离子等,或其组合。光子束可以包括X射线束、γ射线束、α射线束、β射线束、紫外线束、激光束等,或其组合。应当注意的是,图5A中垂直于XY平面的辐射束的入射方向仅仅是为了说明的目的,并不旨在限制本申请的范围。例如,在一些实施例中,辐射束的入射方向可以与XY平面形成一定角度,例如,15°、30°、45°、60°、75°等。在一些实施例中,第一泄漏可以是由于叶片501的相对轻微的射线透射性。在一些实施例中,第一泄漏可以与叶片材料和/或叶片高度有关。例如,第一泄漏可以是叶片材料和/或叶片高度的函数。在一些实施例中,叶片的材料可以包括可以阻挡辐射束的高原子序数的材料 (例如,钨)。在一些实施例中,仅一部分屏蔽辐射束的叶片可以具有高原子序数的材料(例如,钨),而叶片的外围支撑结构可以包括重量较轻的材料。在一些实施例中,因为可以基于叶片材料和叶片高度确定第一泄漏,所以可以将第一泄漏维持在可接受的范围内。在一些实施例中,第一泄漏可以相对较小。
同一排的相邻叶片之间的第二泄漏如图5B所示。图5B中所示的箭头示出了辐射束。在一些实施例中,实线箭头可以指示从辐射源传递到叶片502和503的辐射束。在一些实施例中,虚线箭头可以指示相邻叶片502和503之间的第二泄漏。应当注意的是,图5B中垂直于XY平面的辐射束的入射方向仅仅是为了说明的目的,并不旨在限制本申请的范围。例如,在一些实施例中,辐射束的入射方向可以与XY平面形成一定角度,例如15°、30°、45°、60°、75°等。在一些实施例中,第二泄漏可以由相邻叶片502和503之间的间隔引起。在一些实施例中,第二泄漏可以与叶片的几何形状(例如,叶片的侧表面的几何形状)和/或叶片的机械精度有关。例如,第二泄漏可以是叶片几何形状和机械精度的函数。在一些实施例中,可以通过修改叶片的几何形状减少第二泄漏,例如,使用舌槽几何形状。
通过闭合叶片对的叶片之间的间隙的第三泄漏如图5C所示。图5C中所示的箭头示出了辐射束。在一些实施例中,实线箭头可以指示从辐射源输送到包括叶片504和505的一组闭合叶片对的辐射束。在一些实施例中,虚线箭头可以指示闭合叶片对之间的第三泄漏。应当注意的是,图5C中垂直于XY平面的辐射束的入射方向仅仅是为了说明的目的而提供的,并不旨在限制本申请的范围。例如,在一些实施例中,辐射束的入射方向可以与XY平面形成一定角度,例如15°、30°、45°、60°、75°等。如果根据治疗计划需要阻挡一部分辐射束,则可以关闭一组或多组叶片对,以使一部分辐射束不能穿过闭合叶片对。在一些实施例中,一组或多组叶片对可以被闭合以促进孔形状的形成。然而,在一些实施例中,如果一组闭合叶片对的叶片彼此物理接触而彼此之间没有任何间隙或间隔,则移动叶片对的驱动螺钉可能会卡住,从而导致驱动机构损坏。因此,可能需要避免叶片对的相对叶片的接触。例如,一组闭合叶片对可以具有大于0.001毫米的间隙(例如,0.005毫米、0.01毫米、0.02毫米、0.03毫米、0.04毫米、0.05毫米等),以保持驱动螺钉正常工作。在一些实施例中,叶片末端可以是圆形的,因此,即使叶片对的叶片彼此物理接触,也可能存在第三泄漏。在一些实施例中,第三泄漏与第一泄漏和/或第二泄漏相比可以相对较大。
在一些实施例中,如图5D所示,在辐射束传输期间可以存在一种或多种类型的泄漏。图5D中所示的箭头示出了辐射束。在一些实施例中,实线箭头506、507和508可以指从辐射源传输到叶片的辐射束。在一些实施例中,虚线箭头509、510和511可以指示一种或多种类型的泄漏。应当注意的是,图5D中垂直于XY平面的辐射束的入射方向仅是出于说明的目的,而无意于限制本申请的范围。例如,在一些实施例中,辐射束的入射方向可以与XY平面形成一定角度,例如15°、30°、45°、60°、75°等。在一些实施例中,叶片的高度可以足够大以减少或消除第一泄漏(即,通过叶片的泄漏),因此,可以存在第二泄漏和/或第三泄漏。在一些实施例中,舌槽的几何形状可以被引入到叶片几何形状中以减少或消除第二泄漏(即,相邻叶片之间的泄漏),因此,可以存在第一泄漏和/或第三泄漏。在一些实施例中,叶片高度可以足够大,并且可以引入舌槽的几何形状以减少或消除第二泄漏,因此,可以仅存在第三泄漏。
在一些实施例中,如果存在一种或多种类型的泄漏,则泄漏剂量可能相对较大,或者泄漏剂量可能累积在同一位置,并且可能对健康组织造成损害。因此,可能希望减少或消除泄漏对对象的影响。在一些实施例中,可以通过使用高原子序数的叶片材料(例如,钨、铅) 减少或消除第一泄漏。在一些实施例中,可以通过使用较高高度的叶片减少或消除第一泄漏。在一些实施例中,可以通过使用舌槽几何形状减少或消除第二泄漏。
在一些实施例中,可以通过用一个或多个挡块(例如,如图7所示的一个或多个Y挡块和/或一个或多个X挡块)覆盖间隙或间隔减少或消除第三泄漏。在一些实施例中,可以通过将闭合叶片对的间隙或间距从辐射束的中心轴移动减少或消除第三泄漏,以避免通过叶片间隙直接辐射(从辐射束的角度)。在一些实施例中,可以通过尽可能多地闭合叶片减少或消除第三泄漏。在一些实施例中,可以通过计算通过治疗计划系统中闭合叶片对的叶隙的泄漏剂量和/或将叶隙定位在可能对正常组织(例如,关键器官)造成相对较小(例如,最小) 损伤的位置降低第三泄漏的影响。
在一些实施例中,可以通过分散闭合叶片对的间隙或间隔并避免将闭合叶片对的间隙或间隔定位在同一位置(例如,辐射束的中心轴)减小或消除第三泄漏对对象的不利的影响。在一些实施例中,可以引入随机偏移量以调整闭合叶片对之间的叶片间隙的位置。因此,可以避免在特定点处的泄漏的累积(即,可以避免热点)。另外附加或替代,可以通过选择性地定位叶片间隙减少第三泄漏的不利影响,使得第三泄漏的至少一部分被引导到对辐射(以及由此产生的损伤)具有相对较高耐受性的组织,并且远离对辐射(以及由此产生的损伤) 具有相对较低耐受性的组织(例如,重要器官的组织)。在一些实施例中,包括对闭合叶片对的叶片间隙引入随机偏移量和/或选择性地定位的各种机制,可以与上述一种或多种方法结合使用,以减少泄漏剂量和/或泄漏的影响。减少叶片间隙泄漏或其效果的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图6-10及其描述)。
图6A至图6D是根据本申请的一些实施方式所示的闭合叶片对的叶片间隙的位置的示例性调整过程的示意图。
图6A是根据本申请的一些实施方式所示的MLC的叶片对的示例性闭合状态的示意图。如图6A所示,MLC的一组或多组(例如,全部)叶片对可以处于闭合状态并位于相对应的初始位置。叶片对的初始位置可以是叶片对在治疗过程之前根据叶片对的初始配置所处的位置。
图6B是根据本申请的一些实施例所示的由治疗计划系统提供的由MLC的叶片对的一部分形成的示例性孔形状的示意图。治疗计划系统可以被配置为在治疗过程开始之前生成治疗计划和/或优化辐射的剂量分布。如图6B所示,在一些实施例中,叶片对620的第一部分可以根据治疗计划(例如,由控制模块904)移动到第一指定位置并形成指定的孔形状(或第一孔形状)。叶片对620的第一部分也被称为开放叶片对620。在一些实施例中,第一孔形状可以与物体的治疗区域共形。在一些实施例中,叶片对610的第二部分可以停留在它们各自的初始位置,并且辐射可以被叶片对610的第二部分基本上阻挡。叶片对610的第二部分也可以被称为闭合叶片对610。图6B中的开放叶片对620和闭合叶片对610可以示出根据治疗计划确定的初始叶片状态。如上所述,在射束传输期间可能存在通过闭合叶片对610的叶片间隙的辐射泄漏。
图6C是根据本申请的一些实施例所示的在第一治疗分次(或治疗时段)中的MLC经调整的闭合叶片对的示例性构造的示意图。如图6C所示,在一些实施例中,在第一治疗分次中,开放叶片对620可以保持在开放状态以形成第一孔形状。在一些实施例中,在第一治疗分次开始之前、之时或之后,一组或多组闭合叶片对610移动到第一调整位置。在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对610的位置可以通过使一组或多组闭合叶片对610中的每一组叶片对移动随机偏移量随机调整。在一些实施例中,一个或多个随机偏移量可以具有由随机数生成器(例如,伪随机数)生成的随机值。在一些实施例中,多个随机偏移量中可以具有相同的值。在一些实施例中,多个随机偏移量中可以具有不同的值。
在一些实施例中,考虑到闭合叶片对的每个叶片的尺寸已知,可以通过闭合叶片对之间的间隙或间隔(例如,闭合叶片对之间的间隙的中心线)沿闭合叶片对的纵向移动方向的位置描述闭合叶片对的位置。在一些实施例中,对闭合叶片对的位置的调整可以指闭合叶片对的两个叶片沿着纵向方向移动以调整闭合叶片对之间的间隙或间隔的位置。在一些实施例中,可以使闭合叶片对的两个叶片移动相同的距离和/或沿着相同的方向。例如,可以使两个叶片都沿着X轴的正方向移动1厘米。又例如,可以使两个叶片都沿着X轴的负方向移动 1.5厘米。在一些实施例中,可以使闭合叶片对的两个叶片同时移动。例如,如果两个叶片在辐射束打开时移动,那么这两个叶片可以同时移动。在一些实施例中,可以使闭合叶片对的两个叶片在不同的时间移动(例如,按顺序地移动),以简化机械控制和/或避免物理接触闭合叶片对的叶片。例如,在射束关闭期间,如果闭合叶片对的第一叶片相对于闭合叶片对的第二叶片位于X轴的正方向上,则可以先使第一叶片沿X轴的正方向移动1厘米,然后使闭合叶片对的第二叶片沿着X轴的正方向移动1厘米。可替代地,可以首先使第二叶片沿X轴的负方向移动0.5厘米,然后可以使第一叶片沿X轴的负方向移动0.5厘米。在一些实施例中,闭合叶片对的两个叶片的相对位置可以保持不变。即,闭合叶片对之间的叶片间隙的尺寸可以保持不变。
在一些实施例中,在相同的治疗分次中,不同的闭合叶片对的位置偏移量(或简称为偏移量)可以相同或不同,并且不同闭合叶片对的移动方向可以相同或不同。在一些实施例中,在不同的治疗分次中,相同的闭合叶片对的位置偏移量可以相同或不同,并且相同闭合叶片对的移动方向可以相同或不同。例如,在第一治疗分次中,可以使第一闭合叶片对移动第一位置偏移量,并且可以使第二闭合叶片对移动第二位置偏移量,因此,第一位置偏移量和第二位置偏移量可以相同或不同。
图6D是根据本申请的一些实施例所示的在第二治疗分次(或治疗时段)中MLC的经调整的闭合叶片对的示例性配置的示意图。如图6D所示,在一些实施例中,在第二治疗分次中,开放叶片对620中的一个或多个叶片可以保持处于开放状态以形成第二孔形状。在一些实施例中,第二孔形状可以与第一孔形状相同。替代地,第二孔形状可以不同于第一孔形状。如果第二孔形状与第一孔形状不同,则可以使开放叶片对620的一个或多个叶片移动到第二指定位置,和/或闭合叶片对610的一个或多个叶片可以变为开放叶片对610。在一些实施例中,开放叶片对620的叶片(在第一治疗分次处)通过移动到它们各自的第二指定位置,可以在第二治疗分次中变成闭合叶片对620。在一些实施例中,开放叶片对620的叶片(在第一治疗分次处)通过移动到它们各自的第二指定位置,可以保持开放,但是至少其中一个叶片与其在第二叶片中的位置相比可以处于不同的位置;和/或与第一治疗分次中由相同的开放叶片对620形成的间隙相比,由开放叶片对620形成的间隙可以放置在不同的位置;和/或与在第一治疗分次中由相同的开放叶片对620形成的间隙的尺寸相比,由开放叶片对620形成的间隙的尺寸可以不同。在一些实施例中,在第二治疗分次开始之前、之时或之后,可以使闭合叶片对610中的一组或多组叶片对移动到第二调整位置。在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对610的位置可以被随机地调整。在一些实施例中,在第二治疗分次中,可以使第三闭合叶片对移动第三位置偏移量,并且可以使第四闭合叶片对移动第四位置偏移量。因此,第三位置偏移量和第四位置偏移量可以相同或不同。在一些实施例中,闭合叶片对610中的至少一组叶片对可以在第二治疗分次中保持与在第一治疗分次中相同的位置。在一些实施例中,闭合叶片对610中的至少一组叶片对可以像在第一治疗分次中那样在第二治疗分次中保持闭合,但是从闭合叶片对610中的至少一组叶片对的叶片在第一治疗分次中的位置移动一段距离,以调整至少一组闭合叶片对610的间隙位置。
在一些实施例中,因为在治疗分次中调整了闭合叶片对的位置,所以通过闭合叶片对的叶片间隙的泄漏分布可以是基本均匀的,并且可以减少叶片间隙泄漏的累积。应当注意,闭合叶片对的位置调整的以上描述仅出于说明的目的,而无意于限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的描述,做出各种各样的变化和修改。然而,这些变化和修改不脱离本申请的范围。例如,叶片对可以在先前的治疗分次(或治疗时段)中开放,并且可以在下一治疗分次(或治疗时段)中闭合。如图6C和6D所示,叶片对闭合后,可以调整叶片对的位置。又例如,叶片对可以在先前的治疗分次(或治疗会话)中闭合,并且可以在下一治疗分次(或治疗时段)中开放。叶片对的位置可以如图6C和6D所示,叶片对开放后,可以调整叶片对的位置。闭合叶片对的调整的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图10及其描述)。
图7是根据本申请的一些实施例所示的具有一个或多个挡块的示例性MLC的示意图。如图7所示,MLC 700可以包括一个或多个X挡块720、一个或多个Y挡块710以及多个叶片730。在一些实施例中,MLC 700可以仅具有X挡块720和多个叶片730,而没有任何Y 挡块710。在一些实施例中,MLC 700可以仅具有Y挡块710和多个叶片730,而没有任何 X挡块720。在一些实施例中,MLC 700可以仅具有多个叶片730,而没有任何X挡块720 或Y挡块710。在一些实施例中,X挡块720(如果存在)和Y挡块710(如果存在)可以被定位在不同的平面上。
在一些实施例中,多个叶片730可以布置成两个排或阵列,以形成多对相对的叶片。在一些实施例中,一排中的一组叶片对的每个叶片相对于相对排中所述组叶片对的另一个片叶可以纵向移动(例如,在X轴方向)。在一些实施例中,叶片730可以类似于叶片410。叶片的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图4及其描述)。
在一些实施例中,X挡块720可以位于在Z轴方向上相对于Y挡块710较下方的平面中。在一些实施例中,X挡块720可以沿X轴方向在一定的行进范围内移动。特定行进范围可以与MLC 700的配置有关。仅作为示例,特定的行进范围可以是50厘米。例如,如果 X挡块720的初始位置位于行进路径的一端,则X挡块720可以沿着X轴方向移动50厘米。又例如,如果X挡块720的初始位置位于行进路径的中点,则X挡块720可以沿着X轴方向向行进路径的末端移动25厘米。应当注意,50厘米的行进范围仅仅是为了说明的目的而提供的,而不是为了限制本申请的范围。在一些实施例中,X挡块720可以具有高原子序数的材料(例如,钨、铅)。如果存在一个或多个X挡块720,则闭合叶片对的一个或多个间隙可以被一个或多个X挡块720覆盖。因此,可以减少或消除闭合叶片对的叶片间隙泄漏。在一些实施例中,由于X挡块720的最大行进范围和/或闭合叶片对的最大行进范围,闭合叶片对的叶隙的一部分可能不会被X挡块720覆盖。因此,X挡块720可能无法有效地减少或消除闭合叶片对的叶隙泄漏。
在一些实施例中,Y挡块710可以位于在Z轴方向上相对于X挡块720较上方(或较下方)的平面中。在一些实施例中,Y挡块710可以沿Y轴方向在一定的行进范围内移动。特定行进范围可以与MLC 700的配置有关。在一些实施例中,特定行进范围可以是50厘米。例如,如果Y挡块710的初始位置位于行进路径的一端,则Y挡块710可以沿着Y轴方向移动50厘米。又例如,如果Y挡块710的初始位置位于行进路径的中点,则Y挡块710可以沿着Y轴方向向行进路径的末端移动25厘米。应当注意,50厘米的行进范围仅出于说明的目的而提供的,而无意于限制本申请的范围。在一些实施例中,Y挡块710可以具有高原子序数的材料(例如,钨、铅)。如果存在Y挡块710,则闭合叶片对的一个或多个间隙可以被Y挡块710覆盖。因此,可以减少或消除闭合叶片对的叶片间隙泄漏。在一些实施例中,由于Y挡块710的最大行进范围和/或闭合叶片对的最大行进范围,闭合叶片对的叶片间隙的一部分可能不会被Y挡块710覆盖。因此,Y挡块710可能无法有效地减少或消除闭合叶片对的叶隙泄漏。
图8A和图8B是根据本申请的一些实施例所示的在存在挡块的情况下闭合叶片对的叶片间隙的位置的示例性调整过程的示意图。
如图8A所示,在治疗过程中,MLC的多组叶片对可以包括多组闭合叶片对810和多组开放叶片对820。在一些实施例中,闭合叶片对810的一部分可以不被任何挡块覆盖。在一些实施例中,闭合叶片对的一部分可以被挡块840覆盖(参见闭合叶片对830)。在一些实施例中,可以使开放叶片对820移动以形成指定的孔形状。在一些实施例中,闭合叶片对830的叶片间隙泄漏可以被挡块840阻挡,因此,闭合叶片对830的叶片间隙泄漏可以被减少或消除。在一些实施例中,因为闭合叶片对810没有被挡块840覆盖,所以闭合叶片对810的叶片间隙泄漏剂量可以保持不变,而与挡块840的存在(或不存在)无关。在本申请的一些实施例中,可以调整未被任何挡块覆盖的一组或多组闭合叶片对810的一个或多个位置。即,如图6C和6D所示,可以使未被任何挡块覆盖的一组或多组闭合叶片对810移动到调整位置。如图8B所示,可以使示例性的闭合叶片对810移动到调整位置。在一些实施例中,可以使闭合叶片对从当前位置(参见闭合叶片对811)移动到调整位置(参见闭合叶片对811’)。在一些实施例中,被挡块840覆盖的闭合叶片对830的位置可以保持不变(无需位置调整)。在一些实施例中,在一个或多个治疗分次或射束传输之前、之时或之后,未被挡块840覆盖的一组或多组闭合叶片对810可以被移动到一个或多个调整位置。在一些实施例中,可以随机地调整位置。在一些实施例中,可以通过随机数生成器(例如,伪随机数)生成闭合叶片对到达随机调整位置的偏移量。确定随机调整的位置和调整位置的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图9-10及其描述)。在一些实施例中,挡块840可以不存在,并且闭合叶片对830不会被覆盖。因此,也可以使闭合叶片对830中的一组或多组叶片对移动到与闭合叶片对810相似的调整位置。应当注意,出于说明的目的仅描述了闭合叶片对811的调整,可以类似地调整两组或以上(例如,全部)闭合叶片对。对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的描述,做出各种各样的变化和修改。然而,这些变化和修改不脱离本申请的范围。
图9是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的框图。处理设备140可以包括确定模块902和控制模块904。
在一些实施例中,确定模块902可以被配置为识别一组或多组闭合叶片对。闭合叶片对可以指处于闭合状态的叶片对。闭合叶片对之间可以具有间隙或间隔。然而,闭合叶片对之间的间隙或间隔可能导致第三泄漏。在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对的间隙可以被一个或多个挡块覆盖,从而可以减少或消除被覆盖的闭合叶片对的第三泄漏。在一些实施例中,确定模块902可以识别未被任何挡块覆盖的一组或多组闭合叶片对。在一些实施例中,确定模块902可以根据治疗计划或其一部分识别闭合叶片对。确定一组或多组闭合叶片对的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图10及其描述)。
另外地或可替代地,确定模块902可以被配置为针对所标识的一组或多组闭合叶片对中的每一组叶片对确定一个或多个偏移量。在一些实施例中,确定模块902可以基于随机值确定偏移量。在一些实施例中,确定模块902可以根据所识别的闭合叶片对的当前位置和/或所识别的闭合叶片对的行进范围确定偏移量。在一些实施例中,确定模块902可以在治疗计划的设计过程中确定针对闭合叶片对的偏移量。因此,治疗计划可以进一步包括偏移量。确定一组或多组闭合叶片对的一个或多个偏移量的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图10及其描述)。
在一些实施例中,控制模块904可以被配置为基于相对应的确定的偏移量使一组或多组闭合叶片对移动。在一些实施例中,控制模块904可以使一组闭合叶片对中的两个叶片同时或按顺序地移动相同的偏移量和/或沿着相同的方向。在相对应的确定的偏移量的基础上,一组或多组闭合叶片对的移动的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图10及其描述)。
附加地或替代地,控制模块904可以被配置为根据治疗计划使一组或多组开放叶片对移动。一组或多组开放叶片对根据治疗计划移动的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图10及其描述)。
应当注意,处理设备140的以上描述仅出于说明的目的,而无意于限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的描述,做出各种各样的变化和修改。然而,这些变化和修改不脱离本申请的范围。例如,确定模块902可以被划分为两个单元,并且闭合叶片对和偏移量可以分别由两个单元确定。又例如,控制模块904可以被分成两个单元,并且可以分别控制闭合叶片对和开放叶片对。
图10是根据本申请的一些实施例所示的用于调节多叶准直器(MLC)的示例性过程的流程图。在一些实施例中,过程1000的至少一部分可以由处理设备140执行(例如,在图2所示的计算设备200中实现)。例如,过程1000可以以指令(例如,应用)的形式存储在存储设备(例如,存储设备150、存储器220、存储器390)中,并由处理设备140(例如,图2所示的处理器210、图3所示的CPU 340或者图9所示的处理设备140中的一个或多个模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中,过程1000 可以用一个或多个未描述的附加操作和/或没有所讨论的一个或多个操作来完成。另外,图10 所示和以下描述的过程1000的操作的顺序并非旨在限制。
在1002中,可以识别多叶准直器(MLC)的一组或多组闭合叶片对。在一些实施例中,处理设备140(例如,确定模块902)可以执行操作1002。闭合叶片对可以指处于闭合状态的叶片对。闭合叶片对之间可以具有间隙或间隔。如图5C所示,间隙或间隔可以用于防止闭合叶片对彼此物理接触和/或保持驱动螺杆正常工作。然而,闭合叶片对之间的间隙或间隔可能导致第三泄漏。第三泄漏的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图5C和5D及其描述)。在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对的间隙可以被一个或多个挡块覆盖,从而可以减少或消除被覆盖的闭合叶片对的第三泄漏。挡块的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如,图8A和8B及其描述)。在一些实施例中,可以识别未被任何挡块覆盖的一组或多组闭合叶片对(例如,图8A和8B所示的一组或多组闭合叶片对810)。在一些实施例中,可以识别闭合叶片对以用于进一步的位置调整(参见操作1004-1006)。
在一些实施例中,可以根据治疗计划或其一部分识别闭合叶片对。在一些实施例中,在对象的治疗过程开始之前,可以由与辐射治疗系统100相关联的治疗计划系统生成治疗计划。在一些实施例中,治疗计划可以包括与治疗过程相关的信息,包括例如一个或多个辐射参数、治疗剂量等,或其组合。辐射参数可以包括辐射束特性(例如,范围、孔形状、强度、辐射方向等)、对象的位置和/或方向、MLC的几何特性等。在一些实施例中,治疗过程可以包括一个或多个治疗分次(或治疗时段)。在一些实施例中,在产生治疗计划之后,用户可以验证和/或调整治疗计划以避免潜在的安全隐患和/或减少治疗过程的总持续时间。在一些实施例中,用户可以包括医生、辐射治疗师、辐射剂量测试师、辐射肿瘤学家、辐射专家等。
尽管可以在治疗过程之前确定治疗计划,但是可以在治疗过程之前或在治疗过程中确定闭合叶片对。在一些实施例中,可以在整个治疗过程中一次识别出闭合叶片对。备选地,可以在整个治疗过程中的不同时间确定闭合叶片对。例如,在产生治疗计划之后并在治疗过程开始之前,在一个或多个治疗分次(或治疗时段)中的闭合叶片对(例如,未被任何挡块覆盖的闭合叶片对)根据治疗计划可能已经知道,然后可以一次识别整个治疗过程的一个或多个治疗分次(或治疗时段)中的每一组闭合叶片对。又例如,在治疗过程中(例如,在每个治疗分次之前),可以为即将到来的治疗分次(或治疗时段)识别一组或多组闭合叶片对 (例如,没有被任何挡块覆盖的闭合叶片对)。在一些实施例中,可以在第一治疗分次(或治疗时段)开始之前针对第一治疗分次(或治疗时段)识别一组或多组第一闭合叶片对;在第一治疗分次(或治疗时段)结束之后但在第二治疗分次(或治疗时段)开始之前,可以针对第二治疗分次(或治疗时段)识别一组或多组第二闭合叶片对。在一些实施例中,一组或多组第一闭合叶片对和一组或多组第二闭合叶片对可以是相同的、部分不同的(至少一组第一闭合叶片对也是第二闭合叶片对,并且至少一组第一闭合叶片对不是第二闭合叶片对),或者完全不同(没有第一闭合叶片对是第二闭合叶片对)。
应当注意,在一些实施例中,闭合叶片对可以包括第一部分和/或第二部分。在一些实施例中,闭合叶片对的第一部分可以在整个治疗过程中闭合。在一些实施例中,闭合叶片对的第二部分可以在一个或多个治疗分次(或治疗时段)闭合。例如,叶片对可以在前一个治疗分次中开放,并且可以在下一个治疗分次中闭合。又例如,叶片对可以在前一个治疗分次中闭合,并且可以在下一个治疗分次中开放。
在1004中,对于所标识的一组或多组闭合叶片对中的每一组叶片对,可以确定偏移量。在一些实施例中,处理设备140(例如,确定模块902)可以执行操作1004。
在一些实施例中,偏移量可以指相对于闭合叶片对的初始配置(例如,参见图6A及其说明)或闭合叶片对的当前位置,闭合叶片对沿纵向的移动距离或闭合叶片对的间隙位置 (例如,间隙的中心线)沿纵向(例如,图中4-8B所示的X轴方向)的变化。在一些实施例中,可以基于随机值确定偏移量。在一些实施例中,所示随机值可以由随机数生成器(例如,伪随机数)生成。在一些实施例中,随机值可以在闭合叶片对的移动距离的范围内,并且随机值可以直接指定为偏移量。在一些实施例中,可以基于闭合叶片对的行进范围、叶片的当前位置等,或其组合,确定闭合叶片对的移动距离的范围。相关描述可以在本申请的其他地方找到。参见如图6C及其描述。在一些实施例中,可以基于闭合叶片对的每个叶片的行进范围确定闭合叶片对的行进范围。例如,如果闭合叶片对的叶片的行进范围相同,则闭合叶片对的移动范围可以与闭合叶片对的每个叶片的行进范围相同。又例如,如果闭合叶片对的叶片的行进范围不同,则闭合叶片对的移动范围可以是闭合叶片对的叶片的行进范围中的较短的行进范围。在一些实施例中,随机值可能超出闭合叶片对的移动距离的范围。因此,可以修改(例如,通过乘以系数)使随机值落在闭合叶片对的移动距离的范围内,然后可以指定为偏移量。在一些实施例中,随机值可以包括正数、负数和/或零。正数可以表示使闭合叶片对沿X轴的正方向移动,而负数可以表示使闭合叶片对沿X轴的负方向移动,或者反之亦然。零数字可以表示闭合叶片对保留在当前位置。在一些实施例中,在确定所标识的闭合叶片对的偏移量之前,可以确定所标识的闭合叶片对的当前位置。在一些实施例中,可以由图 1中描述的位置检测设备确定所识别的闭合叶片对的当前位置。在一些实施例中,可以根据所识别的闭合叶片对的当前位置和/或所识别的闭合叶片对的行进范围确定偏移量。例如,闭合叶片对的当前位置远离其初始位置,并且确定的偏移量是闭合叶片对需要从其当前位置行进的距离。在一些实施例中,可以根据治疗计划中的治疗区域确定闭合叶片对的行进范围。例如,叶片对的移动范围为40厘米,叶片对沿X轴方向上的最左端位置为原点,即对片对可以沿X轴移动0至40厘米。如果治疗区域在15至25厘米的范围内,那么可以将闭合叶片对的行进范围限制在0至10厘米或30至40厘米的范围内。又例如,叶片对的移动范围为 50厘米,叶片对沿X轴方向上的最左端位置为原点,即对片对可以沿X轴移动0至50厘米。如果治疗区域在0至25厘米的范围内,那么可以将闭合叶片对的行进范围限制在25至50厘米的范围内。如果治疗区域在25至50厘米的范围内,那么可以将闭合叶片对的行进范围限制在0至25厘米的范围内。
在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对中的每一组叶片对(即,在1002中确定的闭合叶片对)可以被分配偏移量。在一些实施例中,相同的闭合叶片对在不同治疗分次(或射束传输)中的偏移量可以相同、部分不同或不同。例如,在第一治疗分次中的第一闭合叶片对的第一偏移量和在第二治疗分次中的第一闭合叶片对的第二偏移量可以相同或不同。在一些实施例中,相同治疗分次(或射束传输)中的不同闭合叶片对的偏移量可以相同、部分不同或不同。例如,第三治疗分次中的第三闭合叶片对的第三偏移量和第三治疗分次中的第四闭合叶片对的第四偏移量可以相同或不同。
在一些实施例中,可以在治疗过程的一个或多个治疗分次过程中或开始之前产生一组或多组所识别的闭合叶片对的偏移量。在一些实施例中,可以在治疗过程的一个或多个治疗分次(或治疗时段)的射束传输过程中或开始之前产生一个或多个所识别的闭合叶片对的偏移量。
在一些实施例中,用于闭合叶片对的偏移量可以被设置为不大于偏移量阈值。在一些实施例中,偏移量阈值可以由辐射治疗系统100确定,或者可以由用户或操作员经由终端130 预设。偏移量阈值可以基于闭合叶片对的行程范围、闭合叶片对调整其位置所需的时间和/或可用的时间、闭合叶片对的当前位置、机械约束、安全考虑等或其组合确定。例如,偏移量可以与闭合叶片对的当前位置相距一定距离。又例如,闭合叶片对的偏移量移动之后的指定位置可以是使得通过闭合叶片对间隙的泄漏避免了重要器官,并且考虑了组织对辐射的耐受性。再例如,在MLC中位置将被调整的一定数量(或数目)的闭合叶片对或所有闭合叶片对的偏移量的总和不超过总和阈值。机械约束和/或安全考虑因素可以由辐射治疗系统100自动确定、由用户或操作员手动确定,或者在系统100进行确定中由某些用户干预下半自动确定。所述确定可以基于系统100内的设备的规格、由系统100传送的经受辐射治疗的对象的一个或多个图像(例如,包括显示器官、不同类型组织、病损等所在位置的对象的解剖信息的图像)、对象的其他治疗相关的信息(例如,对象的健康历史、对象的治疗历史等)等,或其组合。在一些实施例中,治疗计划可以进一步包括偏移量阈值、机械约束、安全考虑等,或其组合。
在一些实施例中,可以在治疗计划的设计过程中确定所标识的闭合叶片对的偏移量。因此,治疗计划可以进一步包括偏移量。在一些实施例中,在治疗计划的设计过程中,可以基于每个治疗场中MLC的一组或多组叶片对的位置、每个治疗场中的一个或多个挡块的位置和/或每个治疗场中的射束强度等确定所识别的闭合叶片对的偏移量。在一些实施例中,可以确定所识别的闭合叶片对的一个或多个初始偏移量。在一些实施例中,初始偏移量可以具有预定值或随机值。在一些实施例中,可以将初始偏移量输入到治疗计划系统中,并且可以执行一次或多次迭代以优化初始偏移量和辐射剂量分布,从而优化辐射剂量分布,并且通过所识别的闭合叶片对的叶片间隙的泄露分布基本上是均匀的。泄漏分布可以指整个治疗过程中泄漏剂量的分布。在一些实施例中,为了确定通过闭合叶片对的叶片间隙的泄漏分布,可以在迭代中确定通过闭合叶片对之间的叶片间隙泄漏的剂量,或者可以使用叶片间隙泄漏常数。在一些实施例中,叶片间隙泄漏常数可以具有经验值。在一些实施例中,可以基于与所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的剂量泄漏相关的泄漏分布,评估或调整所述偏移量。
附加地或替代地,在一些实施例中,在治疗计划的设计过程中确定了偏移量之后,可以基于泄漏分布评估或调整治疗计划,以避免潜在的安全隐患和/或确保泄漏分布基本均匀或可接受。在一些实施例中,可以根据治疗计划计算实际泄漏分布和/或将其与剂量标准进行比较以确保治疗计划是可行的。剂量标准可以指健康对象可以忍耐的可接受的剂量限制。应当注意,如果在治疗计划的设计过程中确定了所标识的闭合叶片对的偏移量,则除了具有指定位置的开放叶片对之外,所标识的闭合叶片对也可以具有指定位置。
在1006中,可以基于相对应的确定的偏移量使一组或多组闭合叶片对移动。在一些实施例中,处理设备140(例如,控制模块904)可以执行操作1006。闭合叶片对的移动可以指闭合叶片对的两个叶片沿着纵向移动方向移动,以调整闭合叶片对之间的间隙或间隔的位置。在一些实施例中,可以使闭合叶片对的两个叶片移动相同的偏移量和/或沿着相同的方向移动。在一些实施例中,闭合叶片对的两个叶片的相对位置可以保持不变,并且因此闭合叶片对之间的叶片间隙的尺寸可以保持不变。
在一些实施例中,辐射治疗可以是静态的。即,形成孔形状的开放叶片对在射束传输期间可以是静态的。在一些实施例中,可以在射束传输之前使一组或多组开放叶片对(根据治疗计划)移动以形成孔形状。在一些实施例中,辐射治疗可以是动态的。也就是说,形成孔形状的一组或多组开放叶片对可以在射束传输期间移动。在一些实施例中,当开放叶片对是静态时(例如,在开放叶片对移动并形成孔径形状之后或之前),可以基于一个或多个所确定的偏移量使闭合叶片对移动。在一些实施例中,可以使所识别的闭合叶片对在射束传输 (或治疗分次)之前移动。在一些实施例中,当根据治疗计划使开放叶片对移动时,可以使所识别的闭合叶片对移动。在一些实施例中,可以使所识别的闭合叶片对在射束传输期间(例如,动态地)移动相对应的偏移量。在一个或多个部分中,可以基于一个或多个所确定的偏移量使一组或多组所识别的闭合叶片对在射束传输期间动态地移动。在一些实施例中,在一个或多个治疗分次(或射束传输)过程中或开始之前,可以基于一个或多个所确定的偏移量使所识别出的一组闭合叶片对移动。
在一些实施例中,可以使第一闭合叶片对在第一治疗分次中移动第一偏移量。在一些实施例中,可以使第一闭合叶片对在第二治疗分次中移动第二偏移量。在一些实施例中,不同分次之间的第一偏移量和第二偏移量可以不同。在一些实施例中,不同分次之间的第一偏移量和第二偏移量可以相同。
在一些实施例中,可以使第三闭合叶片对在第三治疗分次中移动第三偏移量。在一些实施例中,可以使第四闭合叶片对在第三治疗分次中移动第四偏移量。在一些实施例中,不同的闭合叶片对之间的第三偏移量和第四偏移量可以不同。在一些实施例中,不同的闭合叶片对之间的第三偏移量和第四偏移量可以是相同的。
在1008中,可以根据治疗计划使一组或多组开放叶片对移动。在一些实施例中,处理设备140(例如,控制模块904)可以执行操作1008。在一些实施例中,辐射治疗可以是静态的。因此,可以根据治疗计划使一组或多组开放叶片对移动,以在一个或多个治疗分次(或射束传输)之前形成孔形状。在一些实施例中,辐射治疗可以是动态的。因此,可以根据治疗计划使一组或多组开放叶片对动态地移动,以在一个或多个治疗分次(或射束传输)期间改变孔形状。
在一些实施例中,可以根据治疗计划确定其状态从开放变为关闭的第五叶片对。如果在治疗过程中的某个时间点需要闭合第五叶片对,则可以在指定位置闭合第五叶片对。之后,可以如1006中所述使第五叶片对移动相对应的偏移量。在一些实施例中,可以根据治疗计划确定其状态从关闭变为开放的第六叶片对。在一些实施例中,在开放第六叶片对之前,可以如1006中所述使第六叶片对移动一个相对应的偏移量。在开放所述第六叶片对时,可以使所述第六叶片对根据治疗计划移动。在一些实施例中,当第五叶片对和/或第六叶片对处于闭合状态时,它们可以在1002中被确定为闭合叶片对。
应当注意,仅出于说明的目的而提供了对过程1000的以上描述,而无意于限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本申请的描述,做出各种各样的变化和修改。然而,这些变化和修改不脱离本申请的范围。例如,操作1002和1004可以被集成到单个操作中。又例如,可以在操作1002-1006中的一个或多个操作之前或同时执行操作1008。再例如,可以省略操作1002和/或1008。在一些实施例中,控制模块904可以获取闭合叶片对的偏移量和/或识别闭合叶片对的当前位置。在一些实施例中,一组或多组闭合叶片对的当前位置可以由处理设备140(例如,控制模块904)获取。在一些实施例中,处理设备140(例如,确定模块902)可以基于闭合叶片对的当前位置确定偏移量。在一些实施例中,处理设备 140(例如,控制模块904)可以使一组或多组闭合叶片对从当前位置移动偏移量。如果闭合叶片对被移动,则处理设备140(例如,控制模块904)可以更新闭合叶片对的当前位置。
在一些实施例中,如图4所示,MLC可以包括两层或更多层叶片。在一些实施例中,可以使MLC的不同层中的闭合叶片对根据各自的偏移量分开地或独立地移动。不同层中的闭合叶片对的偏移量可以相同或不同。在一些实施例中,可以分别或独立地生成或调整不同层中的闭合叶片对的偏移量。在一些实施例中,可以根据不同层中的一组或多组开放叶片对生成或调整不同层中的闭合叶片对的偏移量。仅作为示例,MLC可以包括至少两层叶片。至少两层叶片可以包括第一层和第二层,其中第一层可以包括第一闭合叶片对,而第二层可以包括第二闭合叶片对。在一些实施例中,可以分别或独立地生成或调整具有第一随机值的第一偏移量和具有第二随机值的第二偏移量。第一随机值和第二随机值可以相同或不同。因此,可以使第一层中的第一闭合叶片对基于具有第一随机值的第一偏移量移动,并且可以使第二层中的第二闭合叶片对基于具有第二随机值的第二偏移量移动。在一些实施例中,不同层中的闭合叶片对之间的叶片间隙可以是偏移的。因此,可以通过不同层的叶片有效地减少间隙泄漏。另外,通过调整不同层中的闭合叶片对,可以进一步避免或减轻特定点(即,热点) 中泄漏剂量的累积。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说,上述发明披露仅作为示例,并不构成对本申请的限制。虽然此处并未明确说明,但本领域的普通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。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、结构或特性。因此,应当强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或以上提及的“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,本领域的普通技术人员可以理解,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过程、机器、产品或物质的组合,或对其任何新的和有用的改进。因此,本申请的各个方面可以完全实现硬件、完全软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合软件和硬件实现,在本文中这些实现通常被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外,本申请的方面可以采取计算机程序产品的形式,该计算机程序产品体现在一个或多个计算机可读介质中,其上包含计算机可读程序代码。
计算机可读信号介质可以包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号,例如,在基带上或作为载波的一部分。此类传播信号可以有多种形式,包括电磁形式、光形式等或任何合适的组合。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、设备或设备以实现通信、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代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、RF等,或任何上述介质的组合。
可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本申请的各方面的操作的计算机程序代码,所述编程语言包括诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、 C#、VB.NET、Python的面向对象的编程语言、传统的过程性编程语言如“C”编程语言、 visualbasic、Fortran2103、Perl、cobol2102、PHP、ABAP、动态编程语言如Python、Ruby和 Groovy或其他编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上执行,部分在用户计算机上作为独立软件包执行,部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上执行,或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下,远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN) 或广域网(WAN))连接到用户计算机,或者可以与外部计算机建立连接(用于例如,通过使用Internet服务提供商的Internet)或在云计算环境中或作为服务(例如软件即服务(SaaS)) 提供。
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、或其它名称的使用,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,尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件设备中,但也可以实现为纯软件解决方案,例如,在现有服务器或移动设备上的安装。
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,前文对本申请的实施例的描述中,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。然而,本申请的该方法不应被解释为反映所声称的待扫描对象物质需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反,发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。
在一些实施例中,用于描述和要求保护本申请的某些实施例的表示数量或性质的数字应理解为在某些情况下被术语“大约”、“近似”或“基本上”修饰。例如,除非另有说明,否则“大约”、“近似”或“基本上”可以指示其所描述的值的±20%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。
本文中提及的所有专利、专利申请、专利申请公布和其他材料(如论文、书籍、说明书、出版物、记录、事物和/或类似的东西)均在此通过引用的方式全部并入本文以达到所有目的,与上述文件相关的任何起诉文档记录、与本文件不一致或冲突的任何上述文件或对迟早与本文件相关的权利要求书的广泛范畴有限定作用的任何上述文件除外。举例来说,如果在描述、定义和/或与任何所结合的材料相关联的术语的使用和与本文件相关联的术语之间存在任何不一致或冲突,则描述、定义和/或在本文件中使用的术语以本文件为准。
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 (20)
1.一种用于根据治疗计划或其一部分在治疗过程中调节多叶准直器的系统,所述多叶准直器在所述治疗过程中包括至少一组闭合叶片对,所述系统包括:
至少一个存储指令集的存储设备;以及
至少一个与所述存储设备通信的处理器,其中,在执行所述指令集时,至少一个处理器用于使所述系统执行操作,所述操作包括:
对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及
基于在所述治疗过程之前或期间所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述确定所述闭合叶片对的偏移量包括:
指定随机值作为所述偏移量。
3.根据权利要求2所述的系统,还包括:
通过随机值生成器为所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对生成所述随机值。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述系统还包括:
在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次过程中或开始之前,为所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对生成所述偏移量。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述系统还包括:
在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次的射束传输过程中或开始之前,为所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对生成所述偏移量。
6.根据权利要求1所述的系统,还包括:
在治疗计划的设计过程中确定所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的所述偏移量,所述治疗计划的设计过程在所述治疗过程之前生成所述治疗计划。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的所述偏移量不大于预定阈值,所述预定阈值在治疗计划的设计过程中确定,所述治疗计划的设计过程在所述治疗过程之前生成所述治疗计划。
8.根据权利要求1所述的系统,还包括:
基于与所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对的剂量泄漏相关的泄漏分布,评估或调整所述偏移量。
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次内动态移动。
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的至少一个治疗分次内的射束传输期间动态移动。
11.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
使所述至少一组闭合叶片对中的第一闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第一治疗分次内移动第一偏移量;以及
使所述至少一组闭合叶片对中的所述第一闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第二治疗分次内移动第二偏移量。
12.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述治疗过程包括一个或多个治疗分次,并且所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
使所述至少一组闭合叶片对中的第三闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的第三治疗分次内移动第三偏移量;以及
使所述至少一组闭合叶片对中的第四闭合叶片对在所述一个或多个治疗分次中的所述第三治疗分次内移动第四偏移量。
13.根据权利要求1所述的系统,还包括,使一组或多组开放叶片对根据所述治疗计划移动,其中所述基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
当根据所述治疗计划使所述一组或多组开放叶片对移动时,基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动;或者
当所述一组或多组开放叶片对是静态时,基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
14.根据权利要求1所述的系统,还包括:
从一组或多组没有被任何挡块覆盖的闭合叶片对中确定所述至少一组闭合叶片对。
15.根据权利要求1所述的系统,还包括:
确定第五叶片对,所述第五叶片对的状态在所述治疗过程中从开放变为闭合;以及
在所述第五叶片对闭合之后,使所述第五叶片对移动第五偏移量。
16.根据权利要求1所述的系统,还包括:
确定第六叶片对,所述第六叶片对的状态在所述治疗过程中从闭合变为开放;
在所述第六叶片对闭合期间,使所述第六叶片对移动第六偏移量;以及
在开放所述第六叶片对时,使所述第六叶片对根据所述治疗计划移动。
17.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对具有在所述每一组闭合叶片对之间的间隙,并且基于所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动包括:
使所述至少一组闭合叶片对基于所确定的至少一个偏移量移动,从而通过相对应的确定的偏移量调整所述每一组闭合叶片对之间的所述间隙的位置。
18.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述多叶准直器包括至少两层叶片,所述至少两层叶片包括第一层和第二层,所述第一层包括第一闭合叶片对,所述第二层包括第二闭合叶片对,所述方法还包括:
独立地产生第一随机值和第二随机值;
使所述第一层中的所述第一闭合叶片对基于所述第一随机值移动;以及
使所述第二层中的所述第二闭合叶片对基于所述第二随机值移动。
19.一种调节多叶准直器的方法,所述多叶准直器包含多对叶片,所述多对叶片中的每对叶片以相对关系布置并沿第一方向可移动,所述方法包括:
控制至少一组叶片对沿所述第一方向闭合;
对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及
基于所述偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
20.一种用于根据治疗计划或其一部分在治疗过程中调节多叶准直器的系统,所述多叶准直器在所述治疗过程中包括至少一组闭合叶片对,所述系统包括:
驱动机构,用于驱动所述至少一组闭合叶片对移动;以及
控制器,用于:
对于所述至少一组闭合叶片对中的每一组叶片对,确定所述闭合叶片对的偏移量;以及
基于在所述治疗过程之前或期间所确定的至少一个偏移量,使所述至少一组闭合叶片对移动。
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