CN113171560B - 放射治疗中基于闪烁照相机进行运动跟踪的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种EGRT系统。该系统可以包括用于治疗对象的放射治疗设备。放射治疗设备可以包括闪烁照相机，该闪烁照相机对准对象的感兴趣区域的。该系统可以由闪烁照相机获取感兴趣区域的目标图像，目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布，以及，通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。

Description

放射治疗中基于闪烁照相机进行运动跟踪的系统和方法
优先权声明
本申请基于并要求2020年4月24日提交的申请号为16/857,203的美国申请的优先权，其全部内容通过引用的方式被包含于此。
技术领域
本申请涉及一种放射治疗，具体地，涉及放射治疗中基于闪烁照相机进行运动跟踪的系统和方法。
背景技术
放射治疗已被广泛用于癌症治疗中，其中放射束朝着对象(例如，患者)的靶区(例如，肿瘤)递送。在放射治疗中，运动跟踪技术可用于在靶区和/或靶区附近的危及器官(OAR)发生生理运动的情况下，提高向靶区的辐射传输的精度。最近，正电子发射断层扫描(PET)技术已被用于放射治疗中，以实时跟踪靶区和/或OAR。例如，可以在治疗之前向对象注射放射性示踪剂，并在治疗期间将其放置在包括一个或多个PET检测器的放射治疗设备中。可以在治疗阶段通过一个或至少两个PET检测器监控PET响应线(LOR)，并且可以基于在靶区和/或危及器官内生成的至少两个511keV光子对来跟踪靶区和/或危及器官。典型地，可以在治疗之前进行初始的PET/CT扫描，以对所注入的放射性示踪剂进行成像。基于该先验信息和治疗阶段的PET测量，可以估计靶区和/或危及器官的位置。但是，治疗期间的PET成像可能会受到散射事件和随机符合事件的影响。另外，治疗中产生的光子和电子可能与PET检测器的闪烁晶体相互作用，这可能导致闪烁晶体产生余辉并影响成像质量。因此，期望提供一种用于放射治疗中进行运动跟踪的方法和系统，从而提高治疗递送的精度。
发明内容
在本申请的一个方面，提供了一种发射引导放射治疗(EGRT)系统。该系统可以包括用于治疗对象的放射治疗设备。放射治疗设备可以包括闪烁照相机，该闪烁照相机对准对象的感兴趣区域(ROI)。该系统可以进一步包括至少一个包括一组指令的存储设备，以及至少一个被配置为与至少一个存储设备通信的处理器。当执行该一组指令时，至少一个处理器可以被配置为指示该系统由闪烁照相机获取感兴趣区域的目标图像，目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布，以及，通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。
在一些实施例中，为了基于目标图像来调整放射束，至少一个处理器可以被配置为指示该系统获取与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的感兴趣区域的至少两个参考图像。每个参考图像可以显示放射性示踪剂或放射性标记物在对应的运动阶段在感兴趣区域中的分布。至少一个处理器还可以被配置为指示该系统基于目标图像与参考图像中每个参考图像的比较，确定在获取目标图像期间感兴趣区域的目标位置，并且基于感兴趣区域的目标位置调整放射束。
在一些实施例中，感兴趣区域可以包括靶区或靶区附近的危及器官中的至少一个。为了基于感兴趣区域的目标位置调整放射束，至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于感兴趣区域的目标位置，指示放射治疗设备对放射束的递送进行门控或将放射束对准靶区。
在一些实施例中，为了确定感兴趣区域的目标位置，至少一个处理器可以被配置为指示该系统获取与感兴趣区域相关的图像序列。图像序列中的每个图像可以表示至少两个运动阶段中的一个运动阶段，并且对应于运动阶段相同的参考图像。至少一个处理器还可以被配置为指示该系统在至少两个参考图像中选择与目标图像匹配的参考图像，并基于与所选参考图像相对应的图像，确定感兴趣区域的目标位置。
在一些实施例中，为了获得感兴趣区域的至少两个参考图像，至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于图像序列的模拟算法来生成感兴趣区域的至少两个参考图像。至少一个处理器还可被配置指示该系统由闪烁照相机在对象的扫描期间获取至少两个参考图像。图像序列可以基于扫描中获取的图像数据重建生成。
在一些实施例中，对象的扫描可以是PET扫描、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)或计算机断层摄影(CT)扫描中的至少一种。
在一些实施例中，在治疗中闪烁照相机可以放置在对象的体表附近。在一些实施例中，至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于放射束的轨迹来确定闪烁照相机的位置。在治疗期间闪烁照相机可以被放置在所确定的位置。
在一些实施例中，闪烁照相机可以包括LaBr3：Ce闪烁照相机、LaBr3(Ce+Sr)闪烁照相机或低温闪烁照相机中的至少一个。
在一些实施例中，闪烁照相机可以包括一个或多个低余辉闪烁晶体，以及准直仪，该准直仪可操作地耦合到一个或多个低余辉闪烁晶体。在一些实施例中，放射治疗设备可以是粒子放射治疗设备，该粒子放射治疗设备在治疗期间将粒子束递送给受试体。至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于目标图像确定粒子束的布拉格尖峰的位置，并且基于布拉格尖峰的位置评估治疗分期的递送。
在本申请的另一方面，提供了一种发射引导放射治疗设备，包括用于治疗对象的放射治疗设备和闪烁照相机。闪烁照相机对准对象的感兴趣区域，被配置为在治疗中获取所述感兴趣区域的目标图像。目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在所述感兴趣区域中的分布。放射治疗设备被配置为通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。
在本申请的另一方面，提供了一种发射引导放射治疗系统，包括获取模块和调整模块。获取模块用于在放射治疗设备向对象实施治疗的过程中获取由闪烁照相机拍摄的对象的感兴趣区域的目标图像，闪烁照相机对准所述对象的感兴趣区域，目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布。调整模块用于在所述治疗过程中基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。
本申请的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。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实践或使用在下面讨论的详细示例中阐述的方法，手段和组合的各个方面来实现和获得。
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1A是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗系统的示意图；
图1B是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗设备的示意图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的示意图；
图5是根据本申请的一些实施例所示的用于相对于对象的感兴趣区域(ROI)的生理运动调整将要递送对象的放射束的示例性过程的流程图；以及
图6是根据本申请的一些实施例所示的用于基于对象的目标图像调整将要递送对象的放射束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，显然可以对所披露的实施例做出各种改变，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他实施例和应用场景。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以上其它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。
可以理解的是，本文使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是用于按升序区分不同级别的不同构件、元件、部件、部分或组件的方法。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。
通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。本文描述的模块、单元或块可以被实现为软件和/或硬件，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，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应检测到的事件或中断来调用。可以在计算机可读介质上提供被配置为在计算设备(例如，图2中所示的处理器210)上执行的软件模块/单元/块，所述计算机可读介质例如为光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁性设备、光盘或任何其他有形媒体，或者作为数字下载(并且可以最初以压缩或可安装的格式存储，需要在执行之前进行安装，解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以嵌入在诸如EPROM的固件中。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，不管其物理组织或存储如何。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。
可以理解的是，除非上下文另有明确说明，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，或者可能存在中间单元、引擎、模块或块。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。
本文提供了用于非侵入性成像和/或治疗的系统和组件，例如用于疾病诊断、治疗或研究目的。在一些实施例中，系统可以包括放射治疗系统、计算机断层摄影(CT)系统、发射计算机断层摄影(ECT)系统、X射线摄影系统、正电子发射断层摄影(PET)系统等，或其任何组合。出于说明目的，本申请描述了放射治疗的系统和方法。
在本申请中，术语“图像”用于统称图像数据(例如，扫描数据、投影数据)和/或各种形式的图像，包括二维(2D)图像、三维(3D)图像、四维(4D)图像等。本申请中的术语“像素”和“体素”可互换地用于指代图像的元素。本申请中的术语“解剖结构”可以指对象的气体(例如，空气)、液体(例如，水)、固体(例如，石头)、细胞、组织、器官、或其任何组合，其显示在图像(例如，计划图像或治疗图像等)中，并且真实地存在于对象体内或对象的身体上。本申请中的术语“区域”、“位置”和“区”可以指图像中所示的解剖结构的位置或存在于对象体内或对象身体上的解剖结构的实际位置，因为图像可以显示对象体内或其上存在的某些解剖结构的实际位置。
本申请的一方面涉及发射引导放射治疗(EGRT)系统和方法。放射治疗设备可以用于给对象提供治疗。放射治疗设备可以包括对准对象的感兴趣区域(ROI)的闪烁照相机。感兴趣区域可包括在治疗阶段发生生理运动的靶区和/或对象的靶区附近的一个或多个危及器官。为了在治疗阶段跟踪感兴趣区域的生理运动，可以在治疗阶段之前向对象注射放射性示踪剂或向其植入放射性标记物。在治疗期间，该系统和方法可以获取感兴趣区域的目标图像，该目标图像可以由闪烁照相机获取，并显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布。该系统和方法还可以通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动来调整将要递送对象的放射束。例如，基于目标图像，该系统和方法可以在获取目标图像期间确定感兴趣区域的目标位置，并根据感兴趣区域的目标位置引导放射治疗设备对放射束的递送进行门控或将放射束对准靶区。这样一来，可以提高在治疗阶段向靶区的放射束递送的精度。
根据本申请的一些实施例，闪烁照相机可以包括一个或多个低余辉闪烁晶体和/或一个或多个高能量分辨率闪烁器，这可以提高闪烁照相机的成像质量。另外，可以将闪烁照相机放置在靠近对象的体表的位置处(例如，在靠近对象的感兴趣区域的位置处)以获取目标图像，使闪烁照相机靠近对象可以提高目标图像的成像质量。而且，闪烁照相机可以容易地被安装在放射治疗设备上。此外，与常规的广角PET检测器相比，所述闪烁照相机不易受到随机符合事件和/或散射事件的影响。使用闪烁照相机可以更精确地估计感兴趣区域的位置，这反过来可以提高治疗阶段放射线的递送精度。
在一些实施例中，可以基于与对象有关的至少两个参考图像和至少两个图像(例如，PET图像、SPECT图像或CT图像)来确定感兴趣区域的目标位置。每个参考图像可以对应于感兴趣区域的运动阶段，并且显示放射性示踪剂或放射性标记物在相应运动阶段在感兴趣区域中的分布。每张PET图像可以对应于多个运动阶段中的一个运动阶段，并且可以在对应相同运动阶段的PET图像和参考图像之间预先建立对应关系。例如，可以将目标图像与参考图像进行比较以从参考图像中选择与目标图像匹配的参考图像。然后可以基于与所选择的参考图像相对应的PET图像来确定感兴趣区域的目标位置。因为由闪烁照相机获取的目标图像与PET图像相比提供的信息更少(例如，用于确定感兴趣区域的目标位置的信息更少)，所以使用PET图像可以更准确地估计感兴趣区域的目标位置。即使在目标图像中感兴趣区域不够清晰的情况下，也可以基于PET图像和参考图像之间的对应关系来实现感兴趣区域的精确位置估计。
图1A是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗系统100的示意图。如图1A所示，放射治疗系统100可以包括放射治疗设备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，放射治疗设备110、一个或多个终端130、处理设备140和/或存储设备150可以经由无线连接(例如，网络120)、有线连接或其组合彼此连接和/或彼此通信。放射治疗系统100的部件之间的连接可以是可变的。仅作为示例，放射治疗设备110可以通过网络120连接到处理设备140，如图1A所示。作为另一个示例，一个或多个终端可以直接或通过网络120连接到处理设备140。作为另一示例，存储设备150可以通过网络120或直接连接到处理设备140。
放射治疗设备110可以用于提供针对癌症和其他状况的放射治疗。例如，放射治疗设备110可以将一个或多个放射束递送到对象的治疗区域(例如，肿瘤)，以减轻对象的症状。放射束可以包括至少两个放射子束。待治疗的对象可以包括身体、实体等或其任何组合。例如，对象可以包括患者或其部分，包括例如：头部、乳房、肺、胸膜、纵隔、腹部、长肠、小肠、膀胱、胆囊、三焦、骨盆腔、主干、四肢、骨骼、血管等或其任何组合。在一些实施例中，放射治疗设备110可以是适形放射治疗设备、图像引导放射治疗(IGRT)设备、调强放射治疗(IMRT)设备、调强弧形治疗(IMAT)设备、发射引导放射治疗(EGRT)等。在一些实施例中，放射治疗设备110可以是具有C形臂线性加速器(也被称为“Linac”)的放射治疗设备、螺旋断层放疗设备、Halcyon放射治疗设备、Cyberkife放射治疗设备等。
在一些实施例中，可以根据治疗计划对对象进行放射治疗。例如，在对对象进行放射治疗之前，可以通过扫描对象来获取与对象有关的计划图像(例如，CT图像)。可以基于图像识别对象的一个或多个感兴趣区域(ROIs)。本文公开的感兴趣区域可以包括对象的区域，该区域包括至少一部分恶性组织(例如，肿瘤、癌肿的器官或放射治疗的非癌性靶区)和/或其他组织(例如，恶性组织周围的组织)。例如，感兴趣区域可以包括靶区和/或靶区附近的一个或多个危及器官(OAR)。靶区可以指在放射治疗期间需要跟踪和/或监控的特定解剖结构。例如，靶区可以是需要通过放射线治疗的肿瘤、具有肿瘤的器官、具有肿瘤的组织或其任意组合。危及器官可以包括靠近靶区且不期望接收辐射，但由于其靠近靶区而存在遭受辐射损坏的风险的器官(或其一部分)和/或组织。可以基于所识别的感兴趣区域来制定治疗计划。例如，放射治疗可以包括至少两个治疗阶段(分期)，并且持续数天(例如，2至5周)的治疗期。治疗计划可以描述计划如何对对象进行放射治疗，更具体地讲，在持续特定时间段(例如，几天)的整个治疗阶段，如何在每次治疗期间将一个或多个放射束递送到感兴趣区域。
如图1A所示，在某些实施例中，放射治疗设备110可以包括治疗床111、治疗放射源112、一个或多个闪烁照相机113和机架114。治疗床111可以被配置为在放射治疗期间支撑对象。机架114可以配置为支撑放射治疗设备110的一个或多个组件，例如，治疗放射源112和/或闪烁照相机113。治疗放射源112可以被配置为产生并向对象发射放射束(例如，X射线束)。例如，放射束可以包括电子、光子或其他类型的辐射。在一些实施例中，治疗放射源112可以包括线性加速器(也被称为“Linac”)。在一些实施例中，由治疗放射源112产生的放射束可以穿过形成某些形状的一个或多个准直仪，并且进入对象。在一些实施例中，机架114可以旋转，例如，绕机架旋转轴线顺时针或逆时针旋转。治疗放射源112可以与机架114一起旋转。
在一些实施方案中，在对象的治疗期间，对象的感兴趣区域可能发生生理运动。以患者为例，发生运动的患者的示例性感兴趣区域可以包括经历心脏运动的心脏、经历呼吸运动的肺、充满血液的区域(例如，大脑)、形成血液流动的血液、经历胃肠运动的胃、经历骨骼肌运动的肌肉、因心脏运动和呼吸运动会经历生理运动的胸部、因胃肠道运动和呼吸运动会经历生理运动的腹部等，或其任意组合。可能需要跟踪感兴趣区域的生理运动，以确保递送给对象的放射束尽可能与计划的剂量分布匹配。
为此，可以在治疗开始之前将放射性示踪剂注射到对象中或可以将放射性标记物植入对象中，以便跟踪对象的感兴趣区域的生理运动。例如，可以在治疗开始之前将PET示踪剂(例如，氟脱氧葡萄糖(FDG)、前列腺特异性膜抗原(PSMA))或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)示踪剂(例如，六甲基丙烯胺肟(HMPAO))注入对象。放射性示踪剂的一个或多个原子可能会与对象的生物活性分子发生化学结合。活性分子可能会集中在对象体内的靶区组织中。例如，FDG可被脑、膀胱、肝脏、肾脏、心肌、活动的骨骼肌和/或一种或多种肿瘤大量吸收。放射性示踪剂可能会经历正电子发射衰变并发射正电子。正电子可以在感兴趣的组织内行进一定距离(例如，大约1mm)，失去动能，并与对象的电子相互作用。正电子和电子可能会湮灭并产生一对湮灭光子(或辐射线)。一对湮灭光子可以在近似相反的方向上移动。通过执行本申请公开的用于跟踪生理运动的示例性过程，可以检测到湮灭光子(或其一部分)并用于跟踪对象的感兴趣区域的生理运动。
在一些实施例中，放射性示踪剂也可以由与放射性核素结合的物质或以其他方式与之相关的物质，诸如纳米颗粒、具有放射性的纳米颗粒、或为治疗目的而注射的放射性药物/放射性标记药物等。
仅作为示例，在治疗期间，湮灭光子(或其一部分)可以由一个或多个闪烁照相机113检测。闪烁照相机113可以生成与对象有关的图像，该图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在对象中的分布。在一些实施例中，可以将闪烁照相机113对准对象的感兴趣区域，以便获取与感兴趣区域有关的图像，该图像显示在治疗阶段感兴趣区域中的示踪剂分布。例如，如果感兴趣区域是对象的心脏，则可以将闪烁照相机113放置在对象的胸部附近以获取显示心脏中示踪剂分布的图像，其中可以基于闪烁照相机113获取的图像确定心脏的位置。通过将闪烁照相机113放置在靠近对象的感兴趣区域，可以增加闪烁照相机113与感兴趣区域的接近度，并且由闪烁照相机113获取的图像会具有更高的质量，从而可以提高基于获取图像确定感兴趣区域位置的精度。
可选地，可以指示闪烁照相机113在治疗阶段连续地或间歇地(例如，周期性地)获取对象或其一部分(例如，感兴趣区域)的图像，从而可以实时或间歇地跟踪感兴趣区域(例如，心脏)的位置分布。在一些实施例中，闪烁照相机113可以移动到不同的位置，例如随着机架114旋转而移动，以在治疗阶段从不同的角度获取图像。可替代地，可以将闪烁照相机113放置在固定位置以在治疗阶段从固定的视角获取图像。
在一些实施例中，闪烁照相机113可以可拆卸地安装在放射治疗设备110(例如，机架114、治疗床111)上。例如，如图1A所示，放射性治疗设备110可以包括至少两个闪烁照相机113，这些闪烁照相机113以环形设计布置在由机架114形成的检测通道周围。在治疗期间，可以驱动所有的闪烁照相机113以从其各自的视角获取对象的图像。替代地，可以驱动闪烁照相机113的一部分，例如靠近对象的感兴趣区域的一个或多个闪烁照相机113，以获取与感兴趣区域有关的图像。
在一些实施例中，闪烁照相机113可以经由可伸缩和/或可移动机构安装在机架114上。闪烁照相机113的位置可以通过调节可伸缩和/或可移动机构来调节。例如，可以在治疗计划过程中通过可伸缩和/或可移动机构将闪烁照相机113放置在期望的位置，以避免放射束在进入对象之前横穿闪烁照相机。在一些实施例中，如图1A所示，闪烁照相机113可以与治疗放射源112共享相同的机架114。可替代地，闪烁照相机113和治疗放射源112可以安装在不同的机架上。
在一些实施例中，闪烁照相机113可以包括一个或多个闪烁晶体(或称为一个或多个闪烁器)。闪烁晶体可以与粒子(例如，湮灭光子、电子)相互作用(例如，被激发)。在一些实施例中，与颗粒的相互作用可导致闪烁晶体的余辉。例如，在粒子激发之后，闪烁晶体可以持久发光。余辉可能会影响闪烁晶体的成像质量。余辉持续的时间越短，闪烁晶体可以更快地返回“暗”状态并吸收新的湮灭光子。因此，在一些实施例中，期望将一个或多个低余辉闪烁晶体结合以提高闪烁照相机113的成像质量。例如，可以检测在粒子激发发生之后一定时间内仍存在的一部分闪烁光来测量闪烁晶体的余辉。在此描述的低余辉闪烁晶体可以指的是在粒子激发之后在一定时间内仍存在一部分闪烁光的闪烁晶体，但部分闪烁光低于阈值百分比的闪烁晶体。示例性的低余辉闪烁晶体可包括LaBr3：Ce闪烁器、LaBr3(Ce+Sr)闪烁器、低温闪烁器、Gd2SiO5(Ce)闪烁器、Bi4Ge3O12闪烁器、PbWO4闪烁器、CdWO4Tl闪烁器等等。在一些实施例中，一个或多个高能量分辨率闪烁体(例如，能量分辨率高于阈值的闪烁体)，例如，LaBr3：Ce闪烁体和/或LaBr3(Ce+Sr)闪烁体可以用在闪烁照相机113中。这样的高能量分辨率闪烁器可以提高闪烁照相机113的成像质量。
可选地，闪烁照相机113可以包括可操作地耦合到闪烁照相机113的一个或多个闪烁晶体的准直仪。准直仪可以用于使入射到闪烁照相机113的辐射的路径变窄。示例性的，准直仪可包括平行孔准直仪、针孔准直仪、编码孔径准直仪等。在一些实施例中，闪烁照相机113可以包括编码孔径准直器和/或多针孔准直器，使得闪烁照相机113可以在成像期间定位伽马射线源(例如，湮灭事件或单光子事件)。
在一些实施例中，与在治疗阶段使用PET检测器跟踪感兴趣区域的生理运动相比，使用一个或多个闪烁照相机113可以减少随机符合事件和/或散射事件的影响。例如，闪烁照相机113可以具有比PET检测器小的方位角，从而不太可能接收到由散射符合事件造成的光子。另外，因为闪烁照相机113可以具有较小的尺寸，所以将闪烁照相机113的温度冷却到期望温度更容易并且更实际，这使得使用低余辉和高能量分辨率的闪烁体成为可能，并可以改善系统性能。
在一些实施例中，放射治疗设备110可以包括一个或多个PET检测器和/或一个或多个SPECT检测器。为了说明的目的，以包括一个或多个PET检测器的放射治疗设备110为例进行描述。PET检测器可以用于在治疗阶段之前、期间和/或之后获取与对象有关的PET数据。例如，与对象有关的PET数据可以在治疗阶段之前由(多个)PET检测器获取，并指示感兴趣区域的运动数据，例如，感兴趣区域在不同运动阶段的位置。如在本申请中的其他地方所描述的(例如，图6和相关描述)，PET数据与在治疗阶段由一个或多个闪烁照相机113获取的一个或多个图像结合可以用于跟踪感兴趣区域的生理运动。
在一些实施例中，PET检测器可以被安装在放射治疗设备110的机架114或另一机架上。例如，可以将PET检测器安装在放射性治疗设备110的治疗平面(即，治疗放射源112的等中心点所在的平面)之外的机架114上。在一些实施例中，放射治疗设备110可以包括PET-CT子系统，其包括PET探测器和X射线探测器。例如，PET-CT子系统可以安装在放射治疗设备110的治疗平面之外的机架114上。
在一些实施例中，PET探测器可以包括一个或多个探测器单元。可以以任何合适的方式来组装检测器单元，例如环形、弧形、矩形、阵列等或其任何组合。例如，PET检测器单元可以形成两个PET检测器弧，如图2所示，两个PET检测器弧对称地安装在机架114上并且彼此相对。检测器单元可以检测从对象发射的辐射事件(例如，一对湮灭光子)。在一些实施例中，可以基于至少两个光子的相互作用位置和相互作用时间来确定一个或至少两个同时事件。如果在某个时间窗口(例如，1纳秒、2纳秒、5纳秒、10纳秒、20纳秒等)内两个光子被接收并与两个探测器单元的两个闪烁体相互作用，则可以认为这两个光子来自相同的湮灭(即一对湮灭光子)，这两个光子可以被视为符合事件。可以将该符合事件分配给连接检测到该符合事件的两个相关检测器单元的响应线(LOR)。可以投影分配给响应线的符合事件，并可以生成图像数据。在一些实施例中，检测器单元可以包括一个或多个晶体元件(例如，闪烁体)和/或一个或多个光电倍增器(例如，硅光电倍增管(SiPM)、光电倍增管(PMT))。在一些实施例中，PET检测器可以从放射治疗设备110中省略，也可以是PET扫描仪的一部分。PET扫描仪可以是放射治疗系统100或放射治疗系统100之外的系统的组件。
网络120可以包括可以促进放射治疗系统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，放射治疗系统100的一个或多个组件(例如，放射治疗设备110、一个或多个终端130、处理设备140和存储设备150等)可以经由网络120与放射治疗系统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从闪烁照相机113获得对象的感兴趣区域的一个或多个图像。又例如，处理设备140可以经由网络120从终端130获得用户指令。网络120可以包括公共网络(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，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、无线保真(Wireless Fidelity，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/或其任何组合。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可以包括一个或以上网络接入点。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，放射治疗系统100的一个或多个组件可以通过有线和/或无线接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以使用户(例如，医生、医师)与放射治疗系统100的一个或多个组件之间能够进行用户交互。例如，终端130可以接收由用户输入的指令以指示闪烁照相机113在治疗阶段获取对象的图像。又例如，终端130可以向用户显示由闪烁照相机113获取的一个或多个图像。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，或其任何组合。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，或其任何组合。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、衣服、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、台式计算机或类似设备，或其任何组合。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，一个或多个终端130可以是处理设备140的一部分。
处理设备140可以处理从放射治疗设备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可以基于闪烁照相机113获取的图像确定感兴趣区域的位置。又例如，处理设备140可以指导放射治疗设备110基于感兴趣区域的位置来调节放射束。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。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访问存储在放射治疗设备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可以直接连接到放射治疗设备110、一个或多个终端130和/或存储设备150以访问存储的信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以被实现在云平台上。仅作为示例，该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来实现。在一些实施例中，处理设备140或处理设备140的一部分可以被集成到放射治疗设备110中。
存储设备150可以存储数据，指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备150可以存储从放射治疗设备110、终端130和/或处理设备140获得的数据。例如，存储设备150可以存储治疗计划和/或对象的一个或多个图像等。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可以执行或用于实施本申请中描述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、易失性读写存储器，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包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩磁盘、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ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能盘ROM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，该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以与放射治疗系统100的一个或多个其他组件(例如，处理设备140、一个或多个终端130等)通信。放射治疗系统100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可以直接连接到放射治疗系统100中的一个或多个其他组件或与之通信(例如，处理设备140、一个或多个终端130等)。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
应当注意，放射治疗系统100的以上描述旨在是说明性的，而不是限制本申请的范围。对于本领域技术人员而言，许多替代、修改和变化将是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合以获得另外的和/或替代的示例性实施例。例如，放射治疗系统100可以包括一个或多个附加组件，例如，成像组件(例如，CT设备)。附加地或替代地，可以省略上述放射治疗系统100的一个或多个组件。又例如，放射治疗系统100的两个或以上组件可以被集成到单个组件中。
图1B是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗设备170的示意图。示例性放射治疗设备170可以是如图1A描述的放射治疗设备110的实施例。如图1B所示，放射治疗设备170可以包括线性加速器(Linac)模块、治疗床175、PET检测器弧对176、X射线检测器177、机架178。
线性加速器模块可以包括线性加速器源171、线性加速器172、主准直仪173和多叶准直仪174。线性加速器模块的组件可以被配置成产生特定形状的放射束，并朝着要治疗的对象的靶区发射放射束。例如，线性加速器源171可以被配置为产生至少两个带电粒子，例如离子、电子、质子、原子核。线性加速器172可以配置为加速带电粒子并产生放射束。放射束可以穿过形成特定形状的主准直仪173和多叶准直仪174。治疗床175可以被配置为在放射治疗期间支撑对象。PET检测器弧对176可以包括两个PET检测器弧，这两个PET检测器弧对称地相对并且具有与图1A中描述的PET检测器类似的功能。X射线检测器177可以用于对象安置和对象的靶区的对准。在一些实施例中，X射线检测器177可以是被配置为检测兆电压(MV)-射线的兆电压X-射线检测器。机架178可以配置为支撑放射治疗设备170的一个或多个组件，例如线性加速器模块、PET检测器弧对176和/或X射线检测器177。
在一些实施例中，机架178可以沿着滑环围绕放射治疗设备170的系统等中心旋转。一个或多个组件(例如线性加速器模块、X射线检测器177和PET检测器弧对176)可随机架178旋转。例如，线性加速器源171可以沿着源轨迹179旋转，如图1B所示。在一些实施例中，放射治疗设备170可以进一步包括一个或多个闪烁照相机(例如，图1A描述的一个或多个闪烁照相机113)(图1B中未示出)。例如，闪烁照相机可以被安装在机架178上，并且被配置为在治疗期间获取对象的一个或多个图像以跟踪对象的感兴趣区域的生理运动。
应当注意的是，放射治疗设备170的以上描述仅出于说明的目的而提供，并且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。在一些实施例中，放射治疗设备170可以包括一个或多个附加组件和/或可以省略上述放射治疗设备170的一个或多个组件。附加地或替代地，放射治疗设备170的部件可以由可以实现相同或相似功能的一个或多个其他部件代替。例如，线性加速器172可以被任何其他类型的加速器代替。仅举例来说，诸如回旋加速器的粒子加速器可以用作离子治疗的放射源。
图2是根据本申请的一些实施例所示的计算设备200的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如本文所述，计算设备200可以用于实现放射治疗系统100的任何组件。例如，处理设备140和/或一个或多个终端130可以分别经由其硬件、软件程序、固件或其组合来实现在计算设备200上。尽管为了方便起见仅示出了一个这样的计算设备，与本文所述的放射治疗系统100有关的计算机功能可以以分布式方式在多个类似平台上实现，以分配处理负荷。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可以执行计算机指令(例如，程序代码)，并根据本文描述的技术执行处理设备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，其执行本文描述的特定功能。例如，处理器210可以处理从放射治疗设备110、终端130、存储设备150和/或放射治疗系统100的任何其他组件获取的图像数据。在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、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何电路或处理器等，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/或方法也可以由多个处理器联合或分别执行。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也可以由计算设备中的两个或以上不同的处理器联合或分别执行(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可以存储从放射治疗系统100的一个或多个组件获取的数据。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、易失性读写内存、只读内存(ROM)等，或其任意组合。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中描述的示例性方法。例如，存储器220可以存储供处理设备140执行以在治疗阶段中进行运动跟踪的程序。
I/O 230可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，I/O 230可以使用户能够与处理设备140交互。在一些实施例中，I/O 230可以包括输入设备和输出设备。输入设备可以包括字母数字和其他按键，可以通过键盘、触摸屏(例如，带有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼睛跟踪输入、大脑监控系统或任何其他可比较的输入来输入机制。通过输入设备接收的输入信息可以经由例如总线被发送到另一组件(例如，处理设备140)，以进行进一步处理。其他类型的输入设备可以包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可以包括显示器(例如，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)、扬声器、打印机等，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和放射治疗设备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/或接收的任何其他通信连接，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链路、Wi-Fi链路、全球微波接入互操作性(World Interoperability forMicrowave Access，WiMAX)链路、WLAN链路、紫蜂链路、移动网络链路(例如3G、4G、5G)等，或其组合。在一些实施例中，通信端口240可以是和/或包括标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口240可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口240可以根据数字成像和医学通信(DICOM)协议来设计。
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。在一些实施例中，可以在移动设备300上分别实现终端130和/或处理设备140。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、输入/输出(I/O)350、存储器360和存储器390。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可包括在移动设备300内。在一些实施例中，可将移动操作系统370(例如，iOSTM、AndroidTM、WindowsPhoneTM)和一个或多个应用程序380从存储器390加载到存储器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，用于接收和渲染与放射治疗系统100有关的信息。可以通过I/O350来实现与信息流的用户交互，并通过网络120将其提供给处理设备140和/或放射治疗系统100的其他组件。
为了实施本申请描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可用作本文中描述的一个或以上组件的硬件平台。具有用户接口元素的计算机可用于实施个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端设备。若计算机被适当的程序化，计算机亦可用作服务器。
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备140的示意图。处理设备140可以被配置为在对象(例如，患者)的治疗中处理信息。在一些实施例中，放射治疗设备(例如，放射治疗设备110)可以用于提供治疗。放射治疗设备可以包括对准对象的感兴趣区域的闪烁照相机。在治疗之前，对象可以被注射放射性示踪剂或被植入放射性标记物，并且在治疗期间感兴趣区域会发生生理运动(例如，心脏运动、呼吸运动等)。处理设备140可以包括获取模块401和调整模块402。
获取模块401可以被配置为获取由闪烁照相机获取的对象的感兴趣区域的目标图像。对象的感兴趣区域可以包括靶区和/或靶区附近的危及器官。闪烁照相机可以被配置为从至少两个湮灭光子对中检测单个光子，并获取显示放射性示踪剂在感兴趣区域中的分布的图像。目标图像可以指示在闪烁照相机获取目标图像时放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布。关于目标图像的获取的更多描述可以在本申请的其他地方找到。参见步骤501及其相关描述。
调整模块402可以被配置为通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。在一些实施例中，调整模块402可以基于目标图像来确定感兴趣区域的目标位置。在确定了感兴趣区域的目标位置之后，可以基于感兴趣区域的目标位置来调整放射束。在一些实施例中，调整模块402可以指示放射治疗设备根据感兴趣区域的目标位置来对放射束的递送进行门控。附加地或替代地，调整模块402可以指示放射治疗设备根据感兴趣区域的目标位置将放射束对准靶区。关于放射束的调整的更多描述可以在本申请的其他地方找到。参见步骤502及其相关描述。
应当注意的是，以上描述仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。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。在一些实施例中，处理设备140可以包括一个或多个附加模块和/或可以省略上述一个或多个模块。附加地或替代地，两个或以上模块可以被集成到单个模块中和/或一个模块可以被分成两个或以上单元。然而，那些变化和修改也落入本申请的范围内。
图5是根据本申请的一些实施例所示的用于相对于对象的感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程500可以由放射治疗系统100执行。例如，过程500可以被实现为存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220和/或存储器390)中的一组指令(例如，应用程序)。在一些实施例中，处理设备140(例如，计算设备200的处理器210、移动设备300的CPU 340和/或图4所示的一个或多个模块)可以执行该组指令，由此指示放射治疗系统100的一个或多个组件以执行过程500。
如本文所使用的，对象可以指患者、患者的一部分或需要通过放射治疗设备(例如，放射治疗设备110)治疗的任何机体。对象的感兴趣区域可以包括靶区和/或靶区附近的危及器官。在治疗阶段，感兴趣区域会发生生理运动(例如，心脏运动、呼吸运动等)。为了在感兴趣区域存在生理运动的情况下促进治疗阶段的准确递送，可能需要在治疗阶段跟踪感兴趣区域的位置。
在一些实施例中，放射治疗设备可以包括针对感兴趣区域的闪烁照相机(例如，图1A描述的闪烁照相机113)。感兴趣区域的位置可以使用闪烁照相机来跟踪。例如，在治疗期间之前，可以给对象注射放射性示踪剂，例如PET示踪剂(例如FDG)或SPECT示踪剂(例如HMPAO)，或植入放射性标记物。以放射性示踪剂为例，其可能经历正电子发射衰减并发射正电子。正电子可与对象的电子相互作用并产生一对湮灭光子(例如，511keV光子对)。闪烁照相机可以被配置为从至少两个湮灭光子对中检测单个光子，并获取显示放射性示踪剂在感兴趣区域中的分布的图像。
在一些实施例中，感兴趣区域可以包括要治疗的靶区和该靶区附近的危及器官。理想情况下，相比于危及器官，靶区对放射性示踪剂的摄取较为不同，从而可以在由闪烁照相机获取的图像中将靶区与危及器官区分开来。在一些实施方案中，可以在治疗阶段之前将两种放射性示踪剂(例如，PET示踪剂和SPECT示踪剂)注射入对象中。靶区可以高效吸收放射性示踪剂中的一种放射性示踪剂，靶区附近的危及器官可以高效吸收另一种放射性示踪剂。例如，在前列腺癌治疗中，可以将会在前列腺中累积的癌症特异性示踪剂(例如，FDG、PSMA)和会在直肠中累积的另一种示踪剂注入对象中。这样一来，可以在治疗阶段跟踪直肠和前列腺，这使得直肠由于直肠运动而进入治疗区域时出现直肠分离。在一些替代实施方案中，可以将特定的放射性示踪剂注射并累积在靶区中，并且可以将放射性或X射线衰减基准物放置在危及器官中，由此可以在由闪烁照相机获取的图像中识别靶区和危及器官。或者，可以在靶区中注入特定的放射性示踪剂并将其累积在靶区中，并且可以在治疗之前将不透射线的标记物植入危及器官中。在治疗期间，可以使用闪烁照相机和X射线成像设备获取感兴趣区域的图像，其中可以根据闪烁照相机获取的图像来跟踪靶区，并且可以根据X射线成像设备获取的图像来跟踪危及器官。例如，可以在前列腺癌治疗中使用“钡餐”，并且可以在使用X射线成像设备获取的图像中识别直肠。
在一些实施例中，可以在治疗阶段之前根据感兴趣区域的位置将闪烁照相机放置在某个位置。例如，可以将闪烁照相机放置在对象的一部分的体表附近，该部分与感兴趣区域相邻，以便将焦点集中在感兴趣区域上并提高闪烁照相机的成像质量。附加地或替代地，可以根据在治疗阶段将被递送到对象的放射束来确定闪烁照相机的位置。在一些实施例中，在治疗阶段之前，处理设备140可以基于要在治疗阶段中递送给对象的放射束的轨迹来确定闪烁照相机的位置。例如，可能需要将闪烁照相机放置特定的位置，以使根据治疗计划要递送的放射束在治疗阶段不会穿过闪烁照相机，以防止干扰放射束的递送。仅作为示例，在前列腺放射治疗中，可以从辐射源向对象发射横向相对的质子束。闪烁照相机可以沿大致前后(A-P)方向和/或经会阴地布置在瞄准前列腺的位置，从而避免干扰横向相对的质子束的递送。
在一些实施例中，在光子治疗中，闪烁照相机可以布置在具有视野的位置，该视野用于获取感兴趣区域相对于放射束的横向运动(例如，沿着垂直于放射束方向的运动)。理想地，闪烁照相机可以布置在特定的位置以从射束透视(BEV)(即，从治疗放射源出发沿着放射束的轨迹的视野)或反向BEV的角度获取图像。但是，如果将闪烁照相机安装在从BEV拍摄图像的位置，则可能会挡住放射束，如果闪烁照相机安装在从反向BEV拍摄图像的位置，则可能会被破坏。因此，闪烁照相机可以被安装在从尽可能靠近BEV的视角获取图像的位置，而不会(或基本上不会)阻挡放射束。在带电粒子处理中，可以将闪烁照相机安装在某位置，在该位置放射线的轨迹与连接闪烁照相机和放射性治疗设备的等中心点的线之间的角度可以等于(或基本上等于)90度。在一些实施例中，闪烁照相机和另一闪烁照相机(被称为双闪烁照相机)可以组合使用以从两个视野获取感兴趣区域的图像。可以将双闪烁照相机安装在它们各自的位置处，此时放射束的轨迹和连接每个闪烁照相机的线与放射性治疗设备的等中心点之间的角度可以等于(或基本等于)45度。在一些实施例中，在非等中心放射线治疗设备中，双闪烁照相机可以安装在它们各自的位置，此时放射束的轨迹与照相机视轴之间的角度可以等于(或基本等于)45度。
在一些实施例中，感兴趣区域可以包括对象的靶区和危及器官。闪烁照相机可以被放置在某个位置，使得靶区和危及器官可以在闪烁照相机获取的图像中彼此分离。仅作为示例，危及器官和靶区可以共享切线，并且闪烁照相机可以放置在沿着切线成像的位置。
在一些实施方案中，对象可以包括至少两个要治疗的靶区。放射治疗设备可以包括至少两个闪烁照相机。每个靶区可由一个或多个闪烁摄像机跟踪。可以基于要递送到该特定靶区的一个或多个放射束的一个或多个轨迹，来确定与特定靶区相对应的闪烁照相机的位置。
在由放射治疗设备实施的治疗阶段中，可以执行步骤501和502以跟踪感兴趣区域的生理运动，并且相对于感兴趣区域的生理运动来调整将要递送对象的放射束。
在501中，处理设备140(例如，获取模块401、处理器210的接口电路)可以获取由闪烁照相机拍摄的感兴趣区域的目标图像。
例如，处理设备140可以将指令发送到闪烁照相机以获取感兴趣区域的图像。响应于该指令，闪烁照相机可以拍摄感兴趣区域的图像作为目标图像，并且将拍摄的图像直接或经由网络(例如，网络120)发送到处理设备140。又例如，闪烁照相机可以被指示为在治疗阶段连续或间歇地(例如，周期性地)拍摄感兴趣区域的图像。在一些实施例中，在闪烁照相机拍摄图像之后，闪烁照相机可以将图像作为目标图像发送到处理设备140，以进行进一步分析。在一些实施例中，闪烁照相机拍摄目标图像、将拍摄的目标图像传输到处理设备140、和目标图像的分析可以基本实时地执行，因此目标图像可以提供信息以指示感兴趣区域的实时状态。
目标图像可以显示在闪烁照相机获取目标图像时放射性示踪剂或放射性标记在感兴趣区域中的分布。例如，目标图像的暗影部分或目标图像中具有低灰度值像素的部分可以表示示踪剂浓度低的感兴趣区域的子区域，而目标图像的亮影部分或者目标图像中具有高灰度值像素的部分可以表示具有高示踪剂浓度的感兴趣区域的子区域，反之亦然。
在502中，处理设备140(例如，调整模块402、处理器210的处理电路)可以通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。
在一些实施例中，处理设备140可以基于目标图像来确定感兴趣区域的目标位置。感兴趣区域的目标位置可以指在获取目标图像时的感兴趣区域的预测位置。例如，感兴趣区域的目标位置可以是在当前时刻(或基本上在当前时刻)感兴趣区域所在的当前位置。在一些实施例中，可以基于与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的至少两个参考图像来确定感兴趣区域的目标位置。与感兴趣区域的特定运动阶段对应的参考图像可以显示放射性示踪剂或放射性标记物在该特定运动阶段在感兴趣区域中的分布。以肺为例，可以基于肺的多个参考图像确定肺的目标位置，每一个参考图像都对应于某个呼吸阶段，并且显示肺中放射性示踪剂或放射性标记物在该特定呼吸阶段的分布。在一些实施例中，处理设备140可以获取感兴趣区域的至少两个参考图像，并且基于目标图像与每个参考图像的比较来确定感兴趣区域的目标位置。例如，处理设备140可通过执行图6所述的过程600中的一个或多个步骤来确定目标位置。
在确定了感兴趣区域的目标位置之后，可以基于感兴趣区域的目标位置来调整放射束。在一些实施例中，处理设备140可以指导放射治疗设备根据感兴趣区域的目标位置来对放射束的递送进行门控。如本文所使用的，“对放射束的递送的门控”可以指在治疗阶段根据感兴趣区域的目标位置发射和/或关闭放射束。例如，仅当感兴趣区域在其运动周期的特定期间、处于特定位置时才可以发射放射束。
以肺作为待治疗的示例性靶区，在治疗阶段肺可能经历呼吸运动，需要对其进行跟踪以促进放射束准确地递送到肺。呼吸周期中的特定时段(也被称为呼吸周期中的门控窗)，在该特定段中，肺的呼吸运动幅度(或量)可以是最小或低于阈值。门控窗和目标位置可以用于确定放射治疗设备(例如，放射治疗设备的LINAC)在治疗阶段何时需要朝着肺递送放射束。例如，目标位置可以用于在获取目标图像时确定肺的运动阶段(例如，肺的当前运动阶段)。如果确定的运动阶段在门控窗内，则可以根据肺的目标位置将放射束传输到肺。如果所确定的运动阶段在门控窗之外，则可以关闭放射束向肺部的递送。在一些实施例中，可以通过开启或关闭放射治疗装置的治疗放射源来启动或关闭放射束的递送。在一些实施例中，可以在治疗阶段保持治疗放射源的开启，同时可以通过调整放射治疗设备的一个或多个准直仪或放射功率控制装置，启动或关闭放射束朝向肺的递送，或者可以修改治疗束孔径的位置/形状，或者可以选择放射输出率。
附加地或可替代地，处理设备140可以引导放射治疗装置基于感兴趣区域的目标位置将放射束对准靶区。例如，感兴趣区域可以包括要治疗的靶区，可以使放射束瞄准靶区(例如，靶区的等中心点)。作为另一示例，感兴趣区域可以包括与靶区相邻的危及器官，处理设备140可以根据危及器官的目标位置来估计靶区的位置，并且指导放射治疗设备将放射束对准靶区。在一些实施例中，处理设备140可以向放射治疗设备发送指令以控制放射治疗设备的一个或多个部件(例如，机架、准直仪、沙发床)的运动和/或形状，以便进行控制放射束对准靶区。通过控制放射束和/或将放射束对准靶区(跟踪靶区)，可以在治疗期间将放射束更精确地传输到靶区，从而减少或避免辐射对周围健康器官或组织的影响治疗。
应当注意，关于过程500的以上描述仅出于说明的目的而提供，并且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。在一些实施例中，过程500可以利用一个或多个未描述的附加步骤和/或省略上面讨论的一个或多个步骤来完成。例如，过程500可以包括在501之前的一个或多个其他步骤，以将放射性示踪剂注入受试者体内或将放射性标记物植入受试者体内，将受试者移动到计划的治疗位置，和/或在治疗之前将闪烁照相机放置在合适的位置。在一些实施例中，在治疗期间，步骤501和502可以连续地或间歇地(例如，周期性地或不定期地)执行，以便实时地或间歇地跟踪感兴趣区域的生理运动，从而提高精度和治疗的准确性。
在一些实施例中，在501中，可以从包括编码孔径准直仪和/或多个针孔准直仪的闪烁照相机获得单个目标图像。单个目标图像可包括在感兴趣区域中伽马射线源的深度信息(例如，产生湮灭光子的湮灭事件)，并在502中用于确定感兴趣区域的目标位置。可替代地，放射治疗设备可以包括针对感兴趣区域的至少两个闪烁照相机，例如双闪烁照相机。在501，处理设备140可以从每个闪烁照相机获取目标图像。在502中，处理设备140可以基于目标图像来确定感兴趣区域的目标位置，这将结合图6进行详细描述。
在与粒子治疗实施有关的一些实施例中，一个或多个闪烁照相机还可以用于监视粒子束的布拉格尖峰的位置，或布拉格尖峰的相关性，该相关性用以验证剂量沉积的深度与治疗计划一致。仅作为示例，在治疗期间，处理设备140可以基于闪烁照相机获取的目标图像来确定布拉格尖峰的位置。处理设备140可以进一步基于布拉格尖峰的位置来评估治疗阶段的递送，例如通过将布拉格尖峰的位置与其在治疗计划中规定的计划位置进行比较。
图6示出了根据本申请的一些实施例的用于基于对象的目标图像来适应性调整要被递送对象的放射束的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程600可以由放射治疗系统100执行。例如，过程600可以被实现为存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220和/或存储器390)中的一组指令(例如，应用程序)。在一些实施例中，处理设备140(例如，计算设备200的处理器210、移动设备300的CPU 340和/或图4所示的一个或多个模块)可以执行该组指令，由此被指示执行过程600。在一些实施例中，过程600的一个或多个步骤可以被执行以实现如图5所述步骤502的至少一部分。
在601中，处理设备140(例如，获取模块401、处理器210的接口电路)可以获取与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的感兴趣区域的至少两个参考图像。
与感兴趣区域的运动阶段相对应的参考图像可以显示放射性示踪剂或放射性标记物在对应运动阶段在感兴趣区域中的分布。仅作为实例，感兴趣区域可以包括对象的心脏，例如，其与心脏同侧乳房的深呼吸呼吸道放射治疗特别相关。心动周期可包括心脏收缩期(在此期间，左、右心室收缩并将血液分别喷射到主动脉和肺动脉中)和心脏舒张期(在此期间，心室松弛)。心动周期可分为至少两个心跳阶段。例如，依据心率和/或心脏的运动幅度，心跳周期可以分为5或10个心跳阶段。心脏的参考图像可以对应于至少两个心跳阶段中的一个心跳阶段，并显示放射性示踪剂或放射性标记物在对应的心跳阶段中的分布。作为另一个示例，感兴趣区域可以包括对象的肺。呼吸周期可以包括吸气阶段(在此期间对象的胸部膨胀并且空气流入肺部)和呼气阶段(在此期间胸部收缩并且空气被排出肺部)。呼吸周期可以分为至少两个呼吸阶段。例如，依据呼吸运动的时间或幅度，呼吸周期可以分为4个呼吸阶段，包括吸气中期、吸气末期、呼气中期和呼气末期。肺部的参考图像可以对应于至少两个呼吸阶段中的一个呼吸阶段，并且显示放射性示踪剂或放射性标记物在对应的呼吸阶段中的分布。
在一些实施例中，参考图像可以包括由获取目标图像的闪烁照相机或另一闪烁照相机获取的一个或多个实际图像。附加地或替代地，参考图像可以包括由处理设备140(或另一计算设备)生成的一个或多个模拟图像。关于参考图像的生成的更多描述可以在本申请的其他地方找到。参见步骤602及其相关描述。
在步骤602中，处理设备140(例如，获取模块401、处理器210的接口电路)可以获得与感兴趣区域有关的图像序列。
图像序列可以包括与感兴趣区域的运动阶段相对应的至少两个图像。在一些实施例中，图像序列可以是PET图像序列或SEPCT图像序列。如图5所描述的，可以在治疗阶段之前向对象注射PET示踪剂或SPECT示踪剂。如果对象被注射了PET示踪剂，则可以在602中获取PET图像序列。如果对象被注射了SPECT示踪剂，则可以获取SPECT图像序列。替代地，图像序列可以是包括对象的至少两个CT图像的CT图像序列。
图像序列中的每个图像可以代表感兴趣区域的至少两个运动阶段中的一个运动阶段，并且对应于相同运动阶段的参考图像。仅作为示例，如步骤601所描述，参考图像可以包括10个参考图像，其代表放射性示踪剂或放射性标记物在心脏的10个心跳阶段中的分布。图像序列可以包括对应于10个心跳阶段的10个图像。相同心跳阶段的图像和参考图像可以被认为是彼此对应的。在一些实施例中，因为与成像序列中的图像(例如，PET图像、CT图像)相比，闪烁照相机获取的目标图像可以提供的信息(例如，用于确定感兴趣区域的目标位置的信息)更少，可以基于图像序列和参考图像确定感兴趣区域的目标位置。这样一来，可以更精确地估计感兴趣区域的目标位置。即使在目标图像中的感兴趣区域不够清晰的情况下，也可以基于图像序列中的图像与参考图像之间的对应关系来实现感兴趣区域的精确位置估计。
在一些实施例中，可以通过对对象执行扫描来生成图像序列。例如，如图5所示，在给对象注射放射性示踪剂之后以及治疗阶段之前，可以使用扫描仪对对象进行扫描。仅作为示例，在治疗阶段开始之前，可以使用PET扫描仪对对象进行PET扫描。可替代地，在治疗阶段开始之前，可以使用CT扫描仪对对象进行CT扫描。扫描仪(例如，PET扫描仪、CT扫描仪)可以是独立的扫描仪，或者可以是用于递送治疗阶段的放射治疗设备的一部分。可以基于在对象的扫描中获取的图像数据来重建图像序列中的图像。仅作为示例，在PET扫描期间，可以获取代表感兴趣区域的生理运动的运动信号(例如，代表心脏运动的心电图(ECG)信号)。可以根据运动信号将感兴趣区域的运动周期划分为至少两个运动阶段，并且可以将在PET扫描中获取的PET数据进行门控以生成与各个运动阶段相对应的至少两个PET数据集。然后，可以基于门控后的PET数据集来重建PET图像。在一些实施例中，图像序列可以事先生成并存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220、存储器390或外部源)中。处理设备140可以从存储设备获取图像序列。
在一些实施例中，参考图像可以是由一个或多个闪烁照相机在获取图像序列(即，如上所述的对象的预处理扫描)之前、期间或之后拍摄的实际图像。闪烁照相机可以包括或不包括如图5所描述的获取目标图像的闪烁照相机。仅作为示例，可以在对象的PET扫描期间获取参考图像和图像序列。在PET扫描期间，放射治疗设备的闪烁照相机可以对准感兴趣区域(例如，放置在靠近感兴趣区域的对象体表的部分处或附近)以获取感兴趣区域的参考图像。可选地，可以将获取参考图像的闪烁照相机相对于感兴趣区域放置在与获取目标图像的闪烁照相机相同的位置处。同时进行的PET扫描和闪烁成像可以获取PET图像和参考图像，并且还可以在PET图像和参考图像之间建立对应关系。可选地，还可以基于同时进行的PET扫描和闪烁成像来建立感兴趣区域的位置(或运动轨迹)与参考图像(或感兴趣区域的不同运动阶段)之间的对应关系。
可替代地，图像序列可以是PET图像序列或SPECT图像序列，可以基于图像序列、根据模拟算法(例如，蒙特卡罗算法)来生成感兴趣区域的参考图像。以PET图像序列为例，可以基于与特定运动阶段相对应的PET图像通过仿真生成与特定运动阶段相对应的参考图像。在一些实施例中，可以在不存在一个或多个闪烁照相机的情况下由PET扫描仪执行对象的PET扫描。由于闪烁照相机不在PET检测器的视场(FOV)内，可以改善PET图像的质量。在一些实施例中，对象的PET扫描可以通过具有一个或多个闪烁照相机的PET扫描仪在PET检测器的FOV中来执行。可以根据包含闪烁照相机的PET图像重建模型，基于PET数据重建PET图像，从而减少了闪烁照相机的影响并提高了PET图像的质量。
在603中，处理设备140(例如，调整模块402、处理器210的处理电路)可以通过比较目标图像与参考图像，在至少两个参考图像中选择与目标图像匹配的参考图像。
在一些实施例中，目标图像和参考图像之间的比较结果可以包括用于测量两个图像之间的相似程度(或也被称为相似度)的任何度量。仅作为示例，可以基于图像相似度算法来确定目标图像与参考图像之间的相似度，所述图像相似度算法包括峰值信噪比(PSNR)算法、结构相似度(SSIM)算法、感知哈希算法、余弦相似度算法、基于直方图的算法、基于欧几里德距离的算法等或其任意组合。
可以根据目标图像与至少一些参考图像中的每一个参考图像之间的相似度来识别参考图像中与目标图像最匹配的参考图像。仅作为示例，可以选择参考图像中与目标图像的相似度最高的参考图像作为与目标图像匹配的参考图像。作为另一示例，与目标图像的相似度大于阈值的参考图像可以被选择为与目标图像匹配的参考图像。目标图像和与之匹配的所选参考图像可以被认为对应于感兴趣区域的相同或基本相同的运动阶段。为了便于描述，目标图像和选择的参考图像的运动阶段可以被称为目标运动阶段。
在一些实施例中，可以针对至少两个观察角度(例如，至少两个机架角度)获取或模拟参考图像。例如，在治疗期间，可以通过机架的旋转将闪烁照相机移动到不同的位置，以从不同的角度获取图像。可以将闪烁照相机在特定机架角度获取的目标图像与针对特定机架角度获取或模拟的参考图像进行比较。
在604中，处理设备140(例如，调整模块402、处理器210的处理电路)可以基于图像序列中与所选参考图像对应的图像，确定感兴趣区域的目标位置。为简便起见，与所选参考图像对应的图像可以被称为所选图像。
所选图像与所选参考图像对应感兴趣区域的相同的运动阶段。换句话说，目标图像和所选图像都可以对应于感兴趣区域的目标运动阶段。可以基于所选图像来确定当获取目标图像时感兴趣区域所位于的目标位置。例如，处理设备140可以通过分析所选图像来确定在目标运动阶段的感兴趣区域的位置，并且将所确定的位置指定为感兴趣区域的目标位置。
在一些实施例中，如图5所描述的，至少两个闪烁照相机可以被配置为在治疗阶段期间获取感兴趣区域的至少两个目标图像。在步骤602中，可以将每个目标图像与参考图像进行比较，以选择与目标图像匹配的参考图像。仅作为示例，可以利用双闪烁照相机分别从第一视图获取感兴趣区域的第一目标图像和从第二视图获取感兴趣区域的第二目标图像。在步骤601中获得的参考图像可以包括与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的第一组参考图像和与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的第二组参考图像。第一组参考图像可以包括来自与第一视图相同或相似的视图的感兴趣区域的实际图像或模拟图像。第二组参考图像可以包括来自与第二视图相同或相似的视图的感兴趣区域的实际图像或模拟图像。可以将第一目标图像与第一组参考图像进行比较，以确定与第一目标图像匹配的第一选择参考图像。可以将第二目标图像与第二参考图像集进行比较，以确定与第二目标图像匹配的第二选择参考图像。如果第一选择参考图像和第二选择参考图像都对应于感兴趣区域的某个运动阶段，则第一目标图像和第二目标图像可以被认为对应于该特定运动阶段。可以基于与图像序列中的特定运动阶段对应的图像来确定感兴趣区域的目标位置。
在步骤605中，处理设备140(例如，调整模块402、处理器210的处理电路)可以基于感兴趣区域的目标位置来调整放射束。
在一些实施例中，处理设备140可以指示放射治疗设备根据感兴趣区域的目标位置对放射束的递送进行门控。附加地或可替代地，处理设备140可以指示放射治疗装置根据感兴趣区域的目标位置将放射束对准目标。关于放射束的调整的更多描述可以在本申请的其他地方找到。参见图5中的步骤502及其相关描述。
应当注意，关于过程600的以上描述仅是出于说明的目的而提供的，并且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。在一些实施例中，过程600可以利用一个或多个未描述的附加操作和/或省略上面讨论的一个或多个操作来完成。例如，步骤601和步骤602可以被集成为单个步骤。
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，本申请的一个或以上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，本申请的各方面可以完全以硬件执行、完全以软件(包括固件、常驻软件、微代码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行，以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各方面可以采取体现在一个或以上计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中计算机可读程序代码包含在其中。
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、装置或设备以实现通信、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。
本申请各部分操作所需的计算机程序代码可以用任意一种或以上程序设计语言编写，包括面向对象程序设计语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化程序设计语言如C程序设计语言、Visual Basic、Fortran2103、Perl、COBOL 2102、PHP、ABAP，动态程序设计语言如Python、Ruby，和Groovy，或其他程序设计语言等。该程序代码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其它名称的使用，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，但是它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，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，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客体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，使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。例如，除非另外说明，否则“大约”、“近似”或“基本上”可以表示其所描述的值的±1％、±5％、
±10％或±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
本文所引用的所有专利、专利申请、专利申请的出版物以及其他材料(例如文章、书籍、说明书、出版物、文件、事物和/或类似的东西)均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指导一致。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 (10)

1.一种发射引导放射治疗系统，包括：
用于治疗对象的放射治疗设备，所述放射治疗设备包括闪烁照相机，所述闪烁照相机对准所述对象的感兴趣区域；
至少一个存储设备，所述存储设备包括一组指令；以及
至少一个处理器，所述处理器被配置为与所述至少一个存储设备通信，其中，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器被配置为指示所述系统执行以下操作：
由所述闪烁照相机获取所述感兴趣区域的目标图像，所述目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在所述感兴趣区域中的分布；以及
基于所述目标图像确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置；
基于所述感兴趣区域的目标位置调整将要递送到所述对象的放射束。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感兴趣区域包括靶区或所述靶区附近的危及器官中的至少一个，为了基于所述感兴趣区域的目标位置调整将要递送到所述对象的放射束，所述至少一个处理器还被配置为指示所述系统执行：
基于所述感兴趣区域的目标位置，指示所述放射治疗设备对所述放射束的递送进行门控或将所述放射束对准所述靶区。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所述目标图像确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置，所述至少一个处理器还被配置为指示所述系统执行：
获取与所述感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的所述感兴趣区域的至少两个参考图像，所述参考图像中的每个参考图像显示所述放射性示踪剂或所述放射性标记物在对应的运动阶段在所述感兴趣区域中的分布；以及
基于所述目标图像与所述参考图像中的每个所述参考图像的比较，确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，为了确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置，所述至少一个处理器还被配置为指示所述系统执行：
获取与所述感兴趣区域有关的图像序列，所述图像序列中的每个图像表示所述至少两个运动阶段中的一个运动阶段，并对应于运动阶段相同的参考图像；
从所述至少两个参考图像中选择与所述目标图像匹配的参考图像；以及
基于所述图像序列中与所选参考图像对应的图像，确定所述感兴趣区域的目标位置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，为了获取所述感兴趣区域的至少两个参考图像，所述至少一个处理器还被配置为指示所述系统执行：
基于所述图像序列，根据模拟算法生成所述感兴趣区域的所述至少两个参考图像；或者
由所述闪烁照相机在所述对象的扫描期间获取所述至少两个参考图像，所述图像序列基于所述扫描中获取的图像数据重建生成。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，对象的扫描是正电子发射断层扫描扫描、单光子发射计算机断层扫描或计算机断层扫描中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在治疗中所述闪烁照相机放置在所述对象的体表附近。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述闪烁照相机包括：
一个或多个低余辉闪烁晶体；以及
准直仪，所述准直仪可操作地耦合到所述一个或多个低余辉闪烁晶体。
9.一种发射引导放射治疗设备，包括用于治疗对象的放射治疗设备和闪烁照相机，其中：
所述闪烁照相机对准对象的感兴趣区域，被配置为在治疗中获取所述感兴趣区域的目标图像，所述目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在所述感兴趣区域中的分布；以及
所述放射治疗设备被配置为基于所述目标图像确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置，并基于所述感兴趣区域的目标位置调整将要递送到所述对象的放射束。
10.一种发射引导放射治疗系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于在放射治疗设备向对象实施治疗的过程中获取由闪烁照相机拍摄的对象的感兴趣区域的目标图像，所述闪烁照相机对准所述对象的感兴趣区域，所述目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在所述感兴趣区域中的分布；以及
调整模块，用于在所述治疗过程中基于所述目标图像确定所述目标图像拍摄时所述感兴趣区域所处的目标位置，并基于所述感兴趣区域的目标位置调整将要递送到所述对象的放射束。
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