CN113616943A - 一种放射治疗系统 - Google Patents

Abstract

一种放射治疗系统可以包括：机架，扫描对象所述机架被配置为围绕扫描对象旋转；治疗头，与机架一起移动，所述治疗头被配置为向所述扫描对象输送治疗光束；两个或以上成像放射源，被配置为向所述扫描对象发射成像光束；以及一个或以上第一探测器，被配置为检测所述成像光束的至少一部分。当所述治疗头向所述扫描对象输送所述治疗光束时，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器可以位于最大治疗放射区域的至少一部分的外部，以便所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器不干扰所述治疗光束。所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个位于或接近所述最大治疗放射区域的边缘。

Description

一种放射治疗系统

交叉引用

本申请要求本申请要求以下申请的优先权：2020年9月8日提交的编号为17/015,033的美国申请；上述申请的内容以引用方式被包含于此。

技术领域

本申请一般涉及医疗技术，更具体地，涉及用于放射治疗的成像系统和方法。

背景技术

放射疗法是针对特定靶组织(目标部位)的局部治疗，例如恶性肿瘤。在治疗之前、之后或期间需要检查剂量测定和形态数据，以确保正确放置患者，并且保证采用的放射治疗与先前治疗计划相匹配。该过程被称为图像引导放射治疗(IGRT)，涉及在对靶组织进行放射治疗的同时使用成像系统来观察靶组织，同时放射质量达到目标部位。

发明内容

根据本申请的第一方面，放射治疗系统包括机架，被配置为围绕扫描对象旋转。放射治疗系统还包括治疗头，与机架一起移动。治疗头可以被配置为向扫描对象输送治疗光束。所述治疗光束可以提供最大治疗放射区域。放射治疗系统还可以包括两个或以上成像放射源，其被配置为向扫描对象发射成像光束。放射治疗系统还可以包括一个或以上第一探测器，被配置为检测成像光束的至少一部分。当治疗头向扫描对象输送治疗光束时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于最大治疗放射区域的至少一部分的外部，以便两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器不干扰治疗光束。两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近在最大治疗放射区域的边缘。

在一些实施例中，当治疗头正在向扫描对象输送治疗光束时，两个或以上成像放射源位于最大治疗放射区域的第一侧，并且一个或以上第一探测器位于第二个最大治疗放射区域的第二侧。

在一些实施例中，一个或以上第一探测器和两个或以上成像放射源可以交替地布置。

在一些实施例中，当治疗头沿着第一方向向扫描对象输送治疗光束时，两个或以上成像放射源中的至少一个，沿第二方向输送成像光束，第一方向和第二方向之间的差异可以小于30度。

在一些实施例中，治疗光束可以在治疗光束的等中心平面上提供一个最大治疗区域。治疗光束可被限制以在等中心平面上提供小于最大治疗区域的目标特定治疗区域。至少一个成像放射源在所述等中心平面上的投影位于所述最大治疗区域内。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以被配置为随着机架移动。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以安装在机架上。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以被配置为独立于机架移动。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个安装在除了机架之外的滑环上。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源的第一角度投影范围可以是放射治疗系统的全角度投影范围的一部分。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源可以被配置为移动以覆盖第二角度投影范围。第一角度投影范围和第二角度投影范围可以构成放射治疗系统的全角度投影范围。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源的第一成像放射源可以被配置为以及对应的第一探测器一起围绕机架的旋转轴移动，并且第一成像放射源被配置为和对应的第一探测器在第一范围内独立于机架无碰撞移动。

在一些实施例中，治疗头、两个或以上成像放射源中除了第一成像放射源的其他成像放射源、或一个或以上第一探测器中除了与所述第一成像放射源对应的第一探测器中的至少一个，被配置为径向远离放射治疗系统的等中心以允许第一成像放射源和对应的第一探测器在第二范围内独立运动而没有碰撞。第二范围可以大于第一范围。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为在小于360度的有限角度范围内做往复运动。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个被配置为沿着垂直于治疗头的旋转平面的方向移动以增加沿所述垂直于所述旋转平面的方向的成像视野(FOV)。

在一些实施例中，所述放射治疗系统进一步包括患者支撑件，可以被配置为沿着垂直于治疗头的旋转平面的方向移动，以增加沿垂直于旋转平面的方向增加成像视野(FOV)。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为相对于至少一个成像放射源中的中心轴倾斜。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为径向地向放射治疗系统的等中心点移动。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为移动到放射治疗系统的准直器的远端。

在一些实施例中，放射治疗系统还可包括第二探测器，所述第二探测器与所述治疗头相对，并且被配置为检测所述治疗光束。

在一些实施例中，第二探测器可以被配置为检测从两个或以上成像放射源中的至少一个发射的成像光束。

在一些实施例中，第二探测器可以包括电子射野影像装置(EPID)。

在一些实施例中，一个或以上第一探测器中的至少一个可以包括平板探测器或曲面探测器。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源的至少一个第一成像放射源可以位于治疗头的旋转平面上。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源的至少一个第二成像放射源可以位于与旋转平面不同的平面上。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束或暂停向扫描对象输送治疗光束时，发射成像光束。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少两个可以被配置为同时或交替地发射成像光束。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的每一个可以对应于一个或以上第一探测器中的一个。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源中的至少两个可以对应于一个或以上第一探测器的相同探测器。

在一些实施例中，检测到的成像光束的至少一部分可以被转换成三维(3D)投影数据以重建扫描对象的三维图像。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源和与至少一个成像放射源对应的第一探测器沿着所述机架的旋转轴安装在所述机架的背面。

根据本申请的另一方面，成像系统可以包括一个或以上存储设备和配置成与一个或以上存储设备通信的一个或以上处理器。一个或以上存储设备可以包括一组指令集。当一个或以上处理器执行该组指令集时，可以引导一个或以上处理器来执行以下操作中的一个或以上操作。根据治疗计划，一个或以上处理器可以使放射治疗系统的治疗头向扫描对象输送治疗光束。治疗光束可以提供最大治疗放射区域。一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源和放射治疗系统的一个或以上第一探测器位于最大治疗放射区域之外，以便不干扰治疗光束。两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘。一个或以上处理器可能导致两个或以上成像放射源在治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束的同时，向所述扫描对象发射第一成像光束；一个或以上处理器可以通过检测第一成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器产生的第一数据集。一个或以上处理器可以基于第一数据集生成扫描对象的图像。

在一些实施例中，至少两个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围可以是放射治疗系统的全角度投影范围的一部分。

在一些实施例中，一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源移动以覆盖第二角度投影范围。第一角度投影范围和第二角度投影范围可以构成放射治疗系统的全角度投影范围。一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源在第二角度投影范围中输送第二成像光束。一个或以上处理器可以通过检测第二成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器生成的第二数据集。一个或以上处理器可以在第二数据集上进一步生成扫描对象的图像。

在一些实施例中，当治疗光束开启或关闭时，可以使两个或以上成像放射源移动以覆盖第二角度投影范围。

在一些实施例中，一个或多个处理器可以基于图像调整治疗计划。根据调整后的治疗计划，一个或以上处理器可以使治疗头给扫描对象输送调节后的治疗光束。

在一些实施例中，一个或以上处理器可以基于图像调整治疗计划。一个或以上处理器可以使治疗头暂停输送治疗光束。

根据本申请的又一方面，成像方法可以包括以下操作中的一个或以上。一个或以上处理器可以根据治疗计划，使放射治疗系统的治疗头向扫描对象输送治疗光束。治疗光束可以提供最大治疗放射区域。一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源和放射治疗系统的一个或以上第一探测器定位在最大治疗放射区域之外，以便不干扰治疗光束。两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘。一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源，在治疗头向所述扫描对象发射治疗光束的同时，向扫描对象发射第一成像光束；一个或以上处理器可以通过检测第一成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器产生的第一数据集。一个或以上处理器可以基于第一数据集生成扫描对象的图像。

根据本申请的又一方面，成像系统可以包括治疗光束输送模块，该治疗光束输送模块被配置为使放射治疗系统的治疗头根据治疗计划向扫描对象输送治疗光束。治疗光束可以提供最大治疗放射区域。所述系统还可以包括位置调节模块，该位置调节模块被配置为使两个或以上成像放射源和放射治疗系统的一个或以上第一探测器定位在最大治疗放射区域之外，以便不干扰治疗光束。两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘。所述系统还可以包括成像光束输送模块，所述成像光束输送模块被配置为使两个或以上成像放射源向扫描对象输送第一成像光束的同时，治疗头向扫描对象输送治疗光束。所述系统还可以包括检测模块，该检测模块被配置为通过检测第一成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器生成的第一数据集。所述系统还可以包括重建模块，该重建模块被配置为基于第一数据集生成扫描对象的图像。

根据本申请的又一方面，非暂时性计算机可读介质可以包括至少一组指令集。至少一组指令集可以由计算设备的一个或以上处理器执行。根据治疗计划，一个或以上处理器可以使放射治疗系统的治疗头向扫描对象发射治疗光束。治疗光束可以提供最大治疗放射区域。一个或以上处理器可以使两个或以上成像放射源和放射治疗系统的一个或以上第一探测器定位在最大治疗放射区域之外，以便不干扰治疗光束。两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘处。一个或以上处理器可能导致两个或以上成像放射源在所述治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束的同时，向所述扫描对象发射第一成像光束；一个或以上处理器可以通过检测第一成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器产生的第一数据集。一个或以上处理器可以基于第一数据集生成扫描对象的图像。

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对以下描述的具体实施例的各个方面的方法、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。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的示例性医疗放射系统的示意图；

图2至图8以及图9A是根据本申请的一些实施例的放射设备的不同示例性配置的示意图；

图9B是根据本申请的一些实施例的示例性成像放射源的示意图；

图9C至9F是根据本申请的一些实施例示出的放射设备的不同示例性配置的示意图；

图10是根据本申请的一些实施例的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图11是根据本申请的一些实施例的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图12是根据本申请的一些实施例的示例性处理设备的框图；

图13是根据本申请的一些实施例的示例性成像过程的流程图。

100、医疗放射系统；110、放射设备；111、机架；112、治疗头；113、成像放射源；114、第一探测器；115、患者支撑件；116、扫描孔道；117、第二探测器；118、准直器；120、处理设备；130、存储设备；140、终端；140-1、移动设备；140-2、平板计算机；140-3、膝上型计算机；150、网络；200、配置；210、治疗光束；220、光束；230、中心轴；240、最大治疗区域；250、第一治疗子区域；260、第二治疗子区域；270、旋转轴；301、旋转轴；302、等中心点；400、配置；410、中心轴；500、配置；600、配置；610、准直治疗光束；620、目标特定治疗区域；630、第一治疗子区域；640、第三治疗子区域；700、配置；710、滑环；800、配置；810、滑环；900、配置；910、圆柱体；920、成像放射源；930、中心轴；940、中心轴；950、方向；960、方向；971、成像支撑件；1000、计算设备；1010、处理器；1020、存储器；1030、I/O；1040、通信端口；1100、移动设备；1110、通信平台；1120、显示器；1130、GPU；1140、CPU；1150、I/O；1160、内存；1170、移动操作系统；1180、应用程序；1190、存储器；1210、治疗光束输送模块；1220、位置调整模块；1230、成像光束输送模块；1240、检测模块；1250、重建模块。

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“区块”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，如果达到相同目的，则这些术语可以被其他表达式移位。

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。这里描述的模块、单元或块可以实现为软件和/或硬件，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。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用于在计算设备上执行用于计算设备的软件模块/单元/块，例如，光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、a磁盘或任何其他有形介质，或作为数字下载(并且最初可以在执行之前需要安装，解压缩或解密的压缩或可安装格式)。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固件中，例如EPROM。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，尽管它们是物理组织或存储器件。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。

出于说明目的，提供以下描述以帮助更好地理解放射治疗的过程。据了解，这不是为了限制本申请的范围。对于具有本领域普通技能的人，可以在本申请的指导下扣除一定量的变型、改变和/或修改。这些变型、改变和/或修改不会偏离本申请的范围。

在本申请中，术语“放射疗法”、“放射治疗”和“治疗”可以互换地用于指使用放射方法治疗例如生物(例如，人和动物)组织中的癌症和其他疾病。术语“治疗计划”和“放射疗法计划”可互换使用，以指用于进行放射疗法的计划。

本申请提供了一种使用两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器的X射线成像的解决方案，所述X射线成像在向扫描对象进行放射治疗期间执行。当治疗头向扫描对象输送治疗光束时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于治疗区域的外部，所述治疗光束在所述治疗区域内传播，使得所述两个或以上成像放射源和所述一个或者以上的第一探测器可以在不阻碍治疗区域中的治疗光束的情况下进行成像。在这种情况下，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近所述治疗区域的边缘。

当治疗头沿第一方向向扫描对象输送治疗光束时，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以沿着第二成像方向输送成像光束。所述第一方向和所述第二方向之间的差异可以低于30度，使得成像光束靠近治疗光束的方向。第一方向可以是治疗光束的中心轴的方向。第二方向可以是所述两个或以上成像放射源中的至少一个的成像光束的中心轴的方向。以这种方式，可以获取与第一方向相关的更多投影数据，从而有助于检测所述垂直于治疗光束(例如，第一方向)的扫描对象的解剖结构和/或运动。例如，在光子治疗中，用户(例如，医生等)对组织、器官、或其中一部分在第一方向上的运动是感兴趣的。根据本申请的实施例的光子治疗中的成像对上述问题的解决是有益的。

本申请的X射线的成像系统和方法，提供了一种用于IGRT和自适应治疗的有益于成本效益和时间效率的成像解决方案。在放射治疗期间，患者或其一部分可以在治疗患者的位置处成像，从而避免了在不同的治疗位置和成像位置之间移动患者的需求，也避免了基于治疗计划的位置调整移动患者的需求，这可以节省时间并提高治疗系统的利用效率。此外，本申请的基于X射线的成像系统比其他成像系统例如磁共振成像(MRI)系统，更便宜和/或更快。此外，X射线成像可以及时提供用于引导治疗执行的解剖和/或运动信息，从而提高治疗光束输送到患者的目标部位的准确性，从而减少对目标部位附近器官或组织的损伤，和/或提高治疗的功效。

图1是根据本申请的一些实施例的示例性医疗放射系统的示意图。在一些实施例中，医疗放射系统100可以被配置为为患者的病灶、肿瘤和患者需要进行放射治疗的任何情况提供放射治疗(例如，立体定向放射外科和/或精确放射疗法)。在一些实施例中，医疗放射系统100可以包括治疗计划系统(TPS)、图像引导放射疗法(IGRT)系统等。

如图1所示，医疗放射系统100可以包括放射设备110、网络150、一个或以上终端140、处理设备120和存储设备130。医疗放射系统100中的部件可以以一种或以上方式连接。仅作为示例，放射设备110可以通过网络150连接到处理设备120。作为另一示例，放射设备110可以直接连接到处理设备120，如连接放射设备110和处理设备120的虚线中的双向箭头所示。作为另一示例，存储设备130可以直接或通过网络150连接到处理设备120。作为又一个示例，终端140可以直接连接到处理设备120(如连接终端140和处理设备120的虚线中的双向箭头指示)或通过网络150连接。

在一些实施例中，医疗放射系统100可以执行图像引导放射治疗(IGRT)，该图像引导放射治疗使用X射线成像来监控扫描对象(例如，病人)内部需要进行治疗的目标部位(例如，肿瘤、病灶等)。在这种情况下，放射设备110可以包括治疗设备(也被称为治疗组件)和成像设备(也被称为成像组件)。治疗设备可以被配置为向目标部位输送治疗光束以对目标部位进行放射治疗。在放疗之前，之后或正在进行时，成像设备可以被配置为执行对目标部位(也被称为“有风险的器官”)和/或目标部位的正常组织的成像(例如，二维(2D)成像、三维(3D)成像或四维(4D)成像)。以这种方式，可以检测到目标部位的解剖结构、运动或变形，并且可以调节患者的位置和/或治疗光束以将更精确的放射剂量输送到目标部位。

在一些实施例中，治疗设备可以包括治疗头，该治疗头被配置为给扫描对象输送将治疗光束以对扫描对象内部的目标部位执行放射治疗。在一些实施例中，成像设备可以包括至少两个成像源，一个或以上第一探测器和/或一个或以上第二探测器。在一些实施例中，成像设备可以包括计算机断层扫描(CT)设备。关于放射设备110的细节参见本申请的其他地方(例如，与图2至图7相关的描述)。

在本申请中，X轴、Y轴和Z轴如图1中所示，可以形成正交坐标系。如图1中所示X轴和Y轴可以是水平的，Z轴可以是垂直的。如图1所示，X轴的正方向可以是从面向放射设备110的前部的方向看，从放射设备110右侧到左侧；如图1所示的Z轴的正方向可以是从放射设备110的下部到上部；如图1所示的Y轴的正方向可以是指扫描对象从放射设备110的扫描孔道移出的方向。

在一些实施方案中，扫描对象可以是生物或非生物。仅作为示例，扫描对象可以包括患者、人造物体等。作为另一个例子，扫描对象可包括患者的特定部分、器官和/或组织。例如，扫描对象可包括头部、脑、颈部、体、肩部、臂、胸部、心脏、胃、血管、软组织、膝关节、脚等或其任何组合。在本申请中，“受试者”和“扫描对象”可互换使用。

网络150可以促进信息和/或数据的交换。在一些实施例中，医疗放射系统100的一个或以上组件(例如，放射设备110、终端140、处理设备120或存储设备130)可以经由网络150将信息和/或数据发送到医疗放射系统100中的另一个组件。例如，处理设备120可以经由网络150从终端140获得用户指令。作为另一示例，处理设备120可以经由网络150从放射设备110获得扫描数据(例如，投影数据)。在一些实施例中，网络150可以为任意形式的有线或无线网络，或其任意组合。网络150可以是和/或包括公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如，以太网网络)、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络)、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、服务器计算机及/或其任何组合。仅仅是示例，网络150可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)、大都市区域网络(MAN)、广域网(WAN)、公共电话交换网络(PSTN)、Bluetooth^TM网络、ZigbEE^TM网络、近场通信(NFC)网络等等，或其任何组合。在一些实施例中，网络150可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络150可以包括诸如基站和/或互联网交换点的有线或无线网络接入点，并且医疗放射系统100的一个或以上组件可以连接到网络150以交换数据和/或信息。

终端140包括移动设备140-1、平板计算机140-2、膝上型计算机140-3等或其任何组合。在一些实施例中，移动设备140-1可以包括智能家庭设备、可穿戴设备、智能移动设备、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，可穿戴装置可包括手环、鞋、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、附件等或其任何组合。在一些实施例中，智能移动设备可以包括智能电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)等，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谷歌眼镜、OculusRift、HoloLens、GearVR等。在一些实施例中，终端140可以远程操作放射设备110。在一些实施例中，终端140可以经由无线连接操作放射设备110。在一些实施例中，终端140可以通过网络接收由用户输入的信息和/或指令，并经由网络150将接收的信息和/或指令发送到放射设备110或处理设备120。在一些实施例中，终端140可以从处理设备120接收数据和/或信息。在一些实施例中，终端140可以是处理设备120的一部分。在一些实施例中，可以省略终端140。

在一些实施例中，处理设备120可以处理从放射设备110、终端140或存储设备130获得的数据。例如，处理设备120可以从放射设备110获取扫描对象的投影数据，并基于投影数据生成扫描对象的图像。作为另一示例，处理设备120可以使放射设备110的一个或以上部件(例如，治疗头、成像放射源、探测器、准直器、患者支撑件、机架等)位于特定位置。处理设备120可以是中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、芯片(SOC)上的系统、微控制器单元(MCU)或其任何组合。

在一些实施例中，处理设备120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以集中或分发。在一些实施例中，处理设备120可以是本地的或移动的。例如，处理设备120可以经由网络150访问放射设备110、终端140和/或存储设备130中的信息和/或数据。作为另一示例，处理设备120可以直接连接到放射设备110、终端140和/或存储设备130，以访问存储的信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备120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。

存储设备130可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备130可以存储从终端140和/或处理设备120获得的数据。例如，存储设备130可以存储由处理设备120生成的一个或多个图像。在一些实施例中，存储设备130可以存储数据和/或指令，即处理设备120可以执行或用于执行本公开中描述的示例性方法。例如，存储设备130可以存储处理设备120可以执行或用于基于投影数据生成一个或以上图像的指令。在一些实施例中，存储设备130可以包括大容量存储、可移动存储、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等或其任何组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、内存卡、压缩盘、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)、可擦除的可编程ROM(PEROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能磁盘ROM等在一些实施例中，存储设备130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130可以连接到网络150以与医疗放射系统100的一个或以上组件通信(例如，放射设备110、终端140、处理设备120)。医疗放射系统100的一个或以上组件可以经由网络150访问存储在存储设备130中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备130可以直接连接到医疗放射系统100的一个或以上组件(例如，终端140、处理设备120)。在一些实施例中，存储设备130可以是处理设备120的一部分。

在一些实施例中，放射设备110可以包括可旋转的机架111(如图1所示)、治疗头112(如图2至图7所示)、两个或以上成像放射源(例如，如图2至图8以及图9A中所示在中心有一个点的圆圈，如图2中的113-1、如图7中的113-2、图4和图5中的113-3至113-6、图5中的113-7和113-8、图6中的113-9、图8中的113-10至113-12、图9A中的113-13)、一个或以上第一探测器(例如，图2和图3中的114-1、图4和图5中的114-2和114-3、图7中的114-4、图8中的114-5至114-7)，和患者支撑件115(如图1所示)。

在一些实施例中，机架111可以被配置为支撑治疗头112，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个。机架111可以被配置为围绕扫描对象(例如，患者)旋转，该扫描对象被移动到放射设备110的成像视野(FOV)(例如，被从治疗头112或两个以上成像源中的至少一个发射的一个或以上放射光束覆盖的区域)。机架111可以围绕平行于图1中的Y方向的旋转轴旋转。在一些实施例中，机架111可以包括C形臂机架。例如，治疗头112可以以悬臂式的方式安装在C形臂机架上。在一些实施例中，机架111可包括环形机架(例如，如图1所示)，其具有环形形状，患者的身体延伸穿过扫描孔道(例如，图1中的扫描孔道116)。例如，治疗头112、两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以安装在环形机架的圆周上。在一些实施例中，机架111可以被配置为沿一个方向(例如，顺时针方向或逆时针方向)连续旋转。在一些实施例中，机架111可以被配置为往复式旋转。

在一些实施例中，治疗头112可以被配置为输送治疗光束210(如图2至图7和9所示)，以对扫描对象内部的目标部位进行放射治疗和/或对感兴趣的区域(ROI)(例如，包括扫描对象的目标部位和/或有风险的器官)进行成像。治疗头112可以包括线性加速器、回旋加速器、同步加速器等。治疗头112可以包括粒子加速器，例如光子、电子、质子或重离子等。在一些实施例中，治疗光束210可以包括能量相对高的光束(例如，兆伏(MV)光束)。在一些实施例中，治疗光束210可包括扇形光束、锥形光束或四面体光束等。

在一些实施例中，治疗头112可以被配置为可操作地连接或安装到机架111上并与机架111一起运动。治疗头112可以围绕旋转轴并在旋转平面内旋转。旋转平面的中心点可以被称为放射设备110的等中心点。旋转轴可以穿过等中心点并且垂直于旋转平面。

例如，如图3所示，放射设备110位于使用如图1所示的三维(3D)坐标系定义位置的空间中。治疗头112可以围绕旋转轴301旋转，并且在旋转平面内旋转，旋转平面为Y＝0即X-Z面。放射设备110的等中心点302(图2和图3中所示的空心圆圈)位于3D坐标系的(0,0,0)处。旋转轴301沿Y方向延伸穿过等中心点302，并垂直于旋转平面。

在一些实施例中，成像放射源可以被配置为将成像光束(例如，从图2中的成像放射源113-1发射的光束220)输送到扫描对象以在扫描对象的ROI(例如，包括目标部位和/或有风险的器官)进行成像(例如，二维(2D)成像、三维(3D)成像、或四维(4D)成像)。成像光束可以包括x射线、γ射线、α射线、紫外线、射频(RF)、雷达、激光、中子、质子等或其组合。在一些实施例中，成像光束可以包括能量相对低的光束(例如，千伏(kV)光束)。在一些实施例中，成像光束可包括扇形光束、锥形光束或四面体光束。

在一些实施例中，第一探测器可以被配置为检测从两个或以上成像放射源发射的成像光束的至少一部分。第一探测器可以包括单行探测器或多行探测器。第一探测器可以包括平板探测器(例如，图3中的114-2和114-3)或曲面探测器(例如，图2和图3中的114-1、114-2和114-3、图9A中的114-8)。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以连接或安装在机架111上，或与机架111分离。在一些实施例中，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以与机架111一起运动，或两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以独立于机架111运动。在一些实施例中，两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以连接或安装在机架111以外的滑环上(例如，图7中的滑环710或图8中的滑环810)。两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个可以与滑环一起运动。滑环可以与机架111可操作地连接、安装，或与机架111分离。滑环可以与机架111一起运动或独立与机架111运动。在一些实施例中，一个或以上第一探测器或两个或以上成像放射源可以相对于彼此保持静态或基本上保持静态。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的每一个可以对应于所述一个或以上第一探测器中的一个。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少两个可以对应于所述一个或以上第一探测器的相同探测器，其表示从多个成像放射源中的至少两个发射的成像光束被所述一个或以上第一探测器的相同探测器检测到(如图2和3所示)。

在一些实施例中，治疗头112、所述两个或以上成像放射源中的至少几个和所述一个或以上第一探测器中的至少一个的旋转轨迹可以沿着相同或不同的圆。在一些实施例中，治疗头112、所述两个或以上成像放射源中的至少一个和所述一个或以上第一探测器中的至少一个可以在同一平面或不同的平面中旋转。

在一些实施例中，患者支撑件115可以被配置为支撑扫描对象(例如，患者)。患者支撑件115可以沿图1中的Y方向将扫描对象移动到放射设备110的成像视野(FOV)。

在一些实施例中，放射设备110可以包括至少一个第二探测器117(如图4、图5和图9所示)，其被配置为检测从治疗头112发射的治疗光束210和/或从至少两个成像源发射的成像光束的至少一部分(例如，从图4中的成像放射源113-3和113-4发射的成像光束，或者从图5中的成像放射源113-3、113-4、13-7和113-8发射的成像光束)。在一些实施例中，第二探测器117可以包括电子射野影像装置(EPID)。

在一些实施例中，第二探测器117可以可操作地连接、安装在机架111上，或者与机架111分离。在一些实施例中，第二探测器117可以是静态的。在一些实施例中，第二探测器117可以独立于治疗头112运动。

在一些实施例中，第二探测器117可以径向地位于治疗头112的对面并与治疗头112一起旋转。在一些实施例中，第二探测器可以被配置为检测KV光束和MV光束。在一些实施例中，第二探测器可以被配置为仅检测KV光束或仅检测MV光束。

在一些实施例中，放射设备110可以包括准直器(例如，图6中的准直器118)。准直器可以相对于治疗头112放置，以配置从治疗头112发射的治疗光束210的尺寸、位置和/或形状，以使被准直的治疗光束近似并射向目标部位。在一些实施例中，准直器可以被定位在治疗光束210的治疗光束路径上。在一些实施例中，准直器可以包括多叶准直器(MLC)。

在一些实施例中，治疗光束210可以提供最大治疗放射区域，例如，在治疗光束210没有配置准直器的区情况下。治疗光束210可以从治疗头112到目标部位在最大治疗放射区域内移动。

垂直于治疗光束210的中心轴并穿过放射设备110的等中心点的平面可以被称为等中心平面。最大治疗放射区域可以在等中心平面上提供最大治疗区域(例如，图2至图7中的240)。

最大治疗放射区域的沿着治疗光束210的发射方向射向等中心点平面的部分可以被称为第一治疗子区域。最大治疗放射区域的沿着治疗光束210的发射方向远离等中心平面的部分可以被称为第二治疗子区域。

例如，如图2所示，放射设备110位于使用如图1中所示的3D坐标系定义位置的空间。等中心点302位于3D坐标系的(0,0,0)处。治疗光束210在等中心平面上提供最大治疗区域240，等中心平面垂直于治疗光束210的中心轴230并穿过等中心点302。第一治疗子区域250(由治疗光束210的实线描绘的区域)和第二治疗子区域260(由治疗光束210的虚线描绘的区域)可以构成治疗光束210的最大治疗放射区域。

本申请的实施例提供了使用两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器在治疗头112输送治疗光束210的同时对扫描对象进行成像的解决方案，以对扫描对象执行放射治疗。

当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，如果在第一治疗子区域内存在异物(例如，两个或以上成像放射源和/或一个或以上第一探测器)，则异物可以阻碍至少一部分治疗光束210到达扫描对象，从而影响扫描对象的放射治疗和/或成像。另外，例如两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的任何一个设备暴露在治疗光束210中，都可能对设备造成损坏，以致减少设备的寿命。

在一些实施例中，当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于第一治疗子区域之外，使得两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以进行成像而不干扰治疗光束210。在这种情况下，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以靠近第一治疗子区域。例如，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近第一治疗子区域的边缘。

当治疗光束210也用于扫描对象的成像(例如，放射设备110包括至少一个第二探测器117)，如果在第二治疗子区域(例如，在第二探测器117和扫描对象之间)存在异物，异物可能阻碍至少一部分治疗光束210到达第二探测器117，从而影响扫描对象的成像。附加地或替代地，可以考虑避免两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器曝光在治疗光束210下。例如，当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于治疗区域(不仅包括第一个治疗子区域，而且包括第二治疗子区域)的外部，使得两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以进行成像而不干扰治疗光束210，和/或避免两个或以上成像放射源和一个或以上探测器的曝露在治疗光束210中。在这种情况下，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于治疗区域的附近。例如，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近治疗区域的边缘。

在一些实施例中，治疗光束210可以被准直为准直治疗光束。准直治疗光束可以提供准直治疗放射区域，小于治疗光束210的最大治疗放射区域。准直治疗放射光束可以在等中心平面上提供目标特定治疗区域。目标特定治疗区域可以小于最大放射治疗区域的最大治疗区域。最大治疗放射区域与目标特定治疗区域的交集构成准直治疗放射区域。沿治疗光束210的发射方向射向等中心平面的准直治疗放射区域的部分可被称为第三治疗子区域。沿着治疗光束210的发射方向远离等中心平面的准直治疗放射区域的部分可以被称为第四治疗子区域。

例如，当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于第三治疗子区域的外部，使得两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器不会干扰准直的治疗光束。在这种情况下，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于对第三治疗子区域的附近。例如，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于准直的治疗光束的第三治疗子区域的边缘，而不是位于治疗光束210的第一治疗子区域的边缘，其表示两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以“接近”第一治疗子区域的边缘。以这种方式，至少一个成像放射源和一个或多个第一探测器中的至少一个沿着治疗光束在等中心平面上的投影，可以在治疗头112的最大治疗区域内。

在一些实施例中，如果治疗光束210也用于成像扫描对象(例如，放射设备110包括至少一个第二探测器117)，当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以位于准直治疗放射区域的外部，使得两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以进行成像，而不会干扰准直的治疗光束。在这种情况下，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于准直的治疗放射区域的附近。例如，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于准直治疗放射区域的边缘处，而不是位于治疗光束210的治疗区域的边缘，这表示两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以“接近”治疗光束210的治疗区域的边缘。以这种方式，至少一个成像放射源和一个或多个第一探测器中的至少一个沿着治疗光束在等中心平面上的投影可以在治疗头112的最大治疗区域内。

例如，图6是根据本申请的一些实施例的放射设备110的示例性配置600的横截面的示意图。图6中所示的放射设备110的配置600，是从朝向放射设备110前面的方向(例如，沿着图1中的Y轴的反方向)观看的放射设备110的视图。图6中的X、Y和Z方向可以对应于图1中的X、Y和Z方向。在图6中，Y轴的正方向与纸张垂直并且指向纸张外部。

如图6所示，治疗头112发射治疗光束210，治疗光束210提供具有最大治疗区域240(例如，40cm×40cm)的第一治疗子区域630。治疗光束210由准直器118准直成准直治疗光束610。准直治疗光束610提供小于第一治疗子区域630的第三治疗子区域640。准直治疗光束610提供小于最大治疗区域240的目标特定治疗区域620(例如，15cm×15cm)。

如图6所示，当治疗头112向扫描对象输送治疗光束时，成像放射源113-9位于第三治疗子区域640的边缘，这表明成像放射源113-9接近第一治疗子区域630的边缘。成像放射源113-9沿着治疗光束210在等中心平面上的投影可以在最大治疗区域240内。

在一些实施例中，当治疗头沿第一方向向扫描对象输送治疗光束时，两个或以上成像放射源中的至少一个可以沿第二方向输送成像光束(例如，沿着从图4所示的成像放射源113-3发射的成像光束的中心轴410的方向)。第一方向和第二方向之间的差异可以小于30度，使得成像光束处于靠近治疗光束210的方向。第一方向可以是治疗光束210的中心轴的方向。第二方向可以是两个或以上成像放射源中的至少一个的成像光束的中心轴的方向。以这种方式，可以获取基本上沿着或接近第一方向的更多投影数据，从而有助于检测扫描对象垂直于治疗光束210(例如，第一方向)的解剖结构和/或ROI(包括例如目标部位、有风险的器官等)的运动(对于光子治疗而言，这是比较受关注的运动类型)。

在一些实施例中，两个或以上成像放射源可以接连地布置而不会被第一探测器间隔开(如图2和图3所示)。在一些实施例中，可以交替地布置一个或以上第一探测器和两个或以上成像放射源(如图4、图5和图8所示)。例如，所述两个或以上成像放射源中的至少一个或两个可以位于两个第一探测器之间。作为另一示例，至少两个第一探测器可以位于所述两个或以上成像放射源中的两个之间。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于最大治疗区域240沿着治疗光束210的发射方向的近侧或远侧。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源可以旋转并位于同一平面或不同的平面中。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以旋转并且位于治疗头112的旋转平面中或与治疗头112的旋转平面平行的平面中。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以旋转并且位于垂直于治疗头112的旋转平面的平面上。

例如，如图4所示，放射设备110位于使用如图1所示的三维坐标系定义位置的空间中。等中心点302(由图4中的白色圆圈表示)位于三维坐标系的(0,0,0)处。成像放射源113-3至113-6位于治疗头112的旋转平面上。旋转平面是Y＝0的X-Z平面。

作为另一个例子，如图5所示，成像放射源113-3至113-6位于治疗头112的旋转平面上。旋转平面是Y＝0的X-Z平面。成像放射源113-7和113-8位于垂直于治疗头112的旋转平面的平面上。该平面是X＝0的Y-Z平面。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少两个可以被配置为同时或交替地发射成像光束。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为，在治疗头112向扫描对象输送治疗光束210，或者治疗光束210暂停向扫描对象输送治疗光束210时，发射成像光束。

在一些实施例中，所述至少两个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围可以是放射治疗系统的全角度投影范围的一部分。所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为在治疗头112向扫描对象输送治疗光束210，或者暂停向扫描对象输送治疗光束210时进行旋转，以覆盖第二角度投影范围。第一角度投影范围和第二角度投影范围可以构成放射设备110的全角度投影范围。

例如，可以获得扫描对象的至少180度加上成像光束锥角对应的投影数据，以提供用于图像重建的完整数学运算支持。本申请中，至少180度加上成像光束锥角可以被称为全角度投影范围。假设所述两个或以上成像放射源中的每一个的成像光束锥角是40度，那么全角度投影范围可以是220度。如果所述至少两个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围是132度，则所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以旋转以覆盖88度的第二角度投影范围，以覆盖完整的角度投影范围220度。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源的第一成像放射源(例如，图9A中的成像放射源113-13)和对应的第一探测器(例如，图9A中的第一探测器114-8)可以被配置为可以在360度的范围内运动，并且不与放射设备110的其他部件(例如，治疗头112、其他成像放射源和其他第一探测器)碰撞。

在一些实施例中，第一成像放射源和对应的第一探测器的旋转半径可以不同于治疗头112，除了第一成像放射源的其他成像放射源，除了对应第一成像放射源的第一探测器之外的其他第一探测器中的至少一个的旋转半径，使得它们在不同的旋转轨迹(例如，图9中的270-1和270-2)上旋转而不会相互干扰。在本申请中，旋转半径可以指旋转轴的半径。因此，第一成像放射源和相应的第一探测器可以沿着相应的旋转轴在360度的范围内旋转而不会发生碰撞。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源的第一成像放射源和对应的第一探测器可以被配置为在小于360度的有限角度范围移动。治疗头112、除第一成像放射源之外的其他成像放射源、除对应第一成像放射源的第一探测器之外的其他第一探测器中的至少一个，可以被配置为径向远离放射治疗系统的等中心，以允许第一成像放射源和相应的第一探测器在360度的范围内移动。

例如，所述两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器可以沿着相同的旋转轴移动。第一成像放射源和对应的第一探测器可以在小于360度的有限角度范围内独立地移动。通过径向移动，除了第一成像放射源的其他成像放射源和除了对应第一成像放射源的第一探测器的其他第一探测器，可以为第一成像放射源和对应的第一探测器的独立运动创造空间。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的第一成像放射源可被配置为，与对应的第一探测器一起在小于或等于360度的第一范围内独立于机架且围绕着机架的旋转轴移动而不发生碰撞。在一些实施例中，治疗头、除了第一成像放射源的其他成像放射源、或除了对应第一成像放射源的第一探测器的其他第一探测器中的至少一个，可以被配置为移动(例如，沿径向远离放射治疗系统的等中心点，或沿Y方向移动)以为第一成像放射源和对应的第一探测器的独立运动创造空间，从而允许第一成像放射源和对应的第一探测器可以在第二范围独立运动而没有碰撞。第二范围可以大于第一范围。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为在360度的范围内执行单向旋转(例如，顺时针旋转或逆时针旋转)。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为在360度或小于360度的有限角度范围内进行振荡运动。本申请中，振荡运动是指往复运动，例如，先沿顺时针方向移动，然后沿逆时针方向移动，反之亦然。

例如，图7是根据本申请的一些实施例的放射设备110的示例性配置700的横截面的示意图。图7中所示的放射设备110的配置700，是从面向放射设备110的前部的角度(例如，沿图1中的Y轴的反方向)观察的放射设备110的视图。图7中的X、Y和Z方向可以对应于图6中所述的X、Y和Z方向。

如图7所示，根据配置700，放射设备110包括安装在机架111上的治疗头112、安装在滑环710上的6个成像放射源、以及安装在滑环710上第一探测器114-4，第一探测器114-4为曲面探测器。所述6个成像放射源和第一探测器114-4可独立于机架111旋转。滑环710可以包括一个开口。所述6个成像放射源和第一探测器114-4被配置为进行振荡运动，以便不干扰具有最大治疗区域240的治疗光束210的第一治疗子区域250。例如，当治疗光束210被输送时，安装有6个成像放射源和第一探测器114-4的滑环被定位使得所述6个成像放射源和第一探测器114-4位于第一治疗子区域250的外部(例如，如图7所示，成像放射源113-2位于第一治疗子区域250的边缘处)；当治疗光束210关闭时，安装有6个成像放射源和第一探测器114-4的滑环逆时针移动，使得至少成像放射源113-2位于第一治疗子区域250内，第一探测器114-4的至少一部分位于第一治疗子区域250的外部；当恢复治疗光束210时，安装有6个成像放射源和第一探测器114-4的滑环可以顺时针移动，使得所述6个成像放射源和第一探测器114-4再次位于第一治疗子区域250的外部。通过振荡运动，图7中的6个成像放射源中的至少一个和第一探测器114-4的至少一部分移动进或移动出第一治疗子区域250。

在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源或一个或以上第一探测器中的至少一个，可以被配置为沿着垂直于治疗头112的旋转平面的方向(例如，图1中的Y方向)移动以增加沿着垂直于旋转平面的方向(例如，图1中的Y方向)的所述两个或以上成像放射源的成像视野。在一些实施例中，患者支撑件115可以被配置为沿着垂直于治疗头112的旋转平面的方向移动，以增加沿着垂直于旋转平面的方向(例如，图1中的Y方向)的成像视野(FOV)。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为相对于所述两个或以上成像放射源中的所述至少一个的轴线倾斜，以调节成像光束的方向(例如，成像光束的中心轴的方向)。关于相对于所述两个或以上成像放射源中的至少一个的轴线倾斜的细节描述可以参见本申请的其他地方的描述(例如，结合图9B的描述)。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为朝向放射设备110的等中心点径向移动。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个可以被配置为移动到放射设备110的准直器沿着治疗光束210的发射方向的远端，并且位于治疗光束的路径上。

图2和图3是根据本申请的一些实施例示出的放射设备110的示例性配置200的示意图。图2中所示的放射设备110的配置200，是从面向放射设备110的前部的角度观察的放射设备110的视图(例如，沿图1中的Y轴的反方向)。图3是放射设备110的配置200的三维视图的示意图。如图2和图3所示，放射设备110位于使用如图2中所示的三维坐标系定义位置的空间。

根据配置200，放射设备110可以包括治疗头112、12个成像放射源、以及为曲线探测器的第一探测器114-1。放射设备110的等中心点302位于3D坐标系的(0,0,0)处。治疗头112围绕旋转轴301旋转，旋转轴301平行于Y方向并穿过等中心点302。治疗头112在旋转平面中旋转，旋转平面是Y＝0的X-Z平面。治疗头112被配置为发射治疗光束210。治疗光束210在穿过等中心点302的等中心平面上提供最大治疗区域240，并且垂直于治疗光束210的中心轴230。

根据配置200，所述12个成像放射源接连排列。第一探测器114-1位于与所述12个成像放射源相对的位置，并且被配置成检测从所述12个成像放射源发射的成像光束。所述12成像放射源位于并在同一平面上旋转，例如，治疗头112的旋转平面或平行于治疗头112的旋转平面的平面，该旋转平面是Y＝0的X-Z平面。第一探测器114-1和所述12成像放射源相对于彼此是静态的或基本静态的。

当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，所述12个成像放射源和第一探测器114-1可以处于不干扰治疗光束210(例如，第一治疗子区域250)的位置。所述12个成像放射源可以位于治疗光束210的第一侧，第一探测器114-1可以位于治疗光束210的第二侧。成像放射源113-1和/或第一探测器114-1更靠近治疗头112的一端可以位于第一治疗子区域250的边缘。

治疗头112和等中心点302之间的距离(source-isocenter(SI))为100cm。最大治疗区域240的尺寸为40cm×40cm。所述12个成像放射源中的每一个的成像光束锥角为40度。因此需要220度的全角度投影范围。所述12个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围是132度。当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，所述12个静态成像放射源可以发射成像光束以获取与132度的第一角度投影范围相对应的第一投影数据。所述12个成像放射源中的至少一个可以旋转并发射成像光束以获取与88度的第二角度投影范围相对应的第二投影数据。第一投影数据和第二投影数据可用于对扫描对象执行三维成像。

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。

图4是根据本申请的一些实施例示出的放射设备110的示例性配置400的示意图。图4中所示的放射设备110的配置400，是放射设备110的配置400的三维视图。如图4所示，放射设备110位于使用如图1所示的三维坐标系定义位置的空间中。放射设备110的等中心点位于3D坐标系的(0,0,0)处。

根据配置400，放射设备110包括治疗头112、4个成像放射源113-3至113-6、2个为平板探测器的第一探测器114-2和114-3、1个为平板探测器的第二探测器117。

根据配置400，交替地布置4个成像放射源113-3至113-6和2个第一探测器114-2和114-3。第一探测器114-2与成像放射源113-5相对，并且被配置为检测从113-5发射的成像光束。第一探测器114-3与成像放射源113-6相对，并且被配置为检测从113-6发射的成像光束。第二探测器117被配置为检测治疗光束210和从成像放射源113-3和113-4发射的成像光束。4个成像放射源113-3到113-6位于同一平面中并且可在同一平面中旋转，例如，治疗头112的旋转平面或平行于治疗头112的旋转平面的平面，该旋转平面是Y＝0处的X-Z平面。第一探测器114-2和114-3和4个成像放射源113-3至113-6是相对于彼此静止的或基本静止的。在本申请中，两个设备，例如2个成像放射源、1个成像放射源和一个探测器(例如，第一探测器、第二探测器)彼此相对静止，表示无论所述两个设备中的至少一个是否相对于机架111或患者支撑件115移动，所述两个设备的相对位置保持不变。

当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，所述4个成像放射源113-3至113-6和第一探测器114-2和114-3位于不干扰治疗光束210的治疗区域的位置。成像放射源113-3和113-4、与第一探测器114-2和114-3位于最大治疗区域240(由图4中的白色平行四边形表示)的沿着治疗光束210发射方向的近端，成像放射源113-5和113-6位于最大治疗区域240沿着治疗光束210的发射方向的远端。成像放射源113-3至113-6、以及第一探测器114-2和114-3位于治疗光束210的治疗区域的边缘处。

当治疗头112沿第一方向(例如，图4中的治疗光束210的中心轴230的方向)向扫描对象输送治疗光束210时，成像放射源113-3和113-4位于使成像放射源113-3和113-4分别沿第三方向和第四方向输送成像光束的位置。第一方向和第三方向之间的差异以及第一方向和第四方向之间的差异可以小于30度，使得从成像放射源113-3和113-4发射的成像光束接近于治疗光束210的方向。第三方向和第四方向分别是成像放射源113-3和113-4的中心轴的方向。例如，如图4所示，当治疗头112沿第一方向或基本上沿第一方向向扫描对象传送治疗光束210时，成像放射源113-3位于可以沿第三方向410或基本上沿第三方向410发射成像光束的位置。第一方向沿着中心轴230。第一方向230和第三方向410之间的差异可以小于30度。

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。

图5是根据本申请的一些实施例示出的放射设备110的示例性配置500的示意图。如图4所示的配置400，放射设备110还包括两个成像放射源113-7和113-8。成像放射源113-7和113-8可以旋转并位于X＝0的Y-Z平面中。由第二探测器117检测从成像放射源113-7和113-8发射的成像光束。当治疗头112向扫描对象输送治疗光束210时，成像放射源113-7和113-8位于治疗光束210的治疗区域的边缘处。

当治疗头112沿第一方向向扫描对象输送治疗光束210时，成像放射源113-7和113-8位于可以沿着第五方向和第六方向分别输送成像光束的位置。第一方向和第五方向之间的差以及第一方向和第六方向之间的差异可以小于30度，使得从成像放射源113-7和113-8发射的成像光束接近治疗光束210的方向。第五方向和第六方向分别是成像放射源113-7和113-8的中心轴的方向。

根据放射设备110的配置400和500，可以获得与第一方向相关的更多投影数据，从而帮助检测扫描对象的垂直于治疗光束210(例如，第一方向)的运动(对于光子治疗，这是比较受关注运动类型)。配置400和500的另一个优点是可以使用更少的成像放射源来实现更大的角度投影范围。例如，类似于图2中的配置200中的12个成像放射源，图4中的成像放射源113-3至113-6的每一个的成像光束锥角都是40度。因为成像放射源113-3到113-6之间的间隔较大，静态成像放射源113-3到113-6的组合的角度投影范围为160度，比12个静态成像放射源的组合的132度角度投影范围大。

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。

图8是根据本申请的一些实施例示出的放射设备110的示例性配置800的示意图。图8中所示的放射设备110的配置800，是放射设备110的配置800的三维视图。

根据配置800，放射设备110包括3个成像放射源113-10至113-12、3个第一探测器114-5至114-7。如图8所示，可以交替地布置成像放射源113-10至113-12和第一探测器114-5至114-7。第一探测器114-5被配置为检测从成像放射源113-12发射的成像光束。第一探测器114-6被配置为检测从成像放射源113-10发射的成像光束。第一探测器114-7被配置为检测从成像放射源113-11发射的成像光束。成像放射源113-10至113-12和第一探测器114-5至114-7安装在放射设备110的机架之外的滑环810上。成像放射源113-10至113-12和第一探测器114-5至114-7通过滑环810独立于机架移动。携带成像放射源113-10至113-12和第一探测器114-5至114-7的滑环810，被配置为在360度范围内执行单向旋转(例如，顺时针旋转或逆时针旋转)，或在360度范围内或在小于360度的有限角度范围内进行振荡。振荡是指沿顺时针方向和逆时针方向往复运动。

图9A是根据本申请的一些实施例示出的放射设备110的示例性配置900的示意图。基于图4中的配置400，放射设备110还包括成像放射源113-13和第一探测器114-8。由第一探测器114-8检测从成像放射源113-13发射的成像光束。成像放射源113-13的中心轴和治疗光束210的中心轴之间的角度差为82.5度。在一些实施例中，成像放射源113-13和第一探测器114-8可以独立于放射设备110的至少一个部件(例如，治疗头112、成像放射源113-3至113-6、第一探测器114-2和114-3或第二探测器117)移动。仅作为示例，成像放射源113-13的成像视野(FOV)(例如，图9A中的圆柱体910)在等中心处是60cm。成像放射源113-3和113-4的FOV在等中心点处为14.3cm。

例如，成像放射源113-13和第一探测器114-8的旋转半径(例如，50cm)与其他成像部件(例如，包括成像放射源113-3到113-6、第一探测器114-2和114-3、以及第二探测器117)的旋转半径(例如，65cm)不同，使得它们在不同的旋转轴(例如，图9A中的270-1和270-2)移动，放射源113-13和第一探测器114-8可以在360度的范围内移动而不碰撞其他成像部件。

作为另一示例，第二探测器117可以以沿着旋转轴270-2移动。在这种情况下，成像放射源113-13和对应的第一探测器114-8能够在小于360度的有限范围内独立于第二探测器117移动。第二探测器117可以被配置为径向远离等中心点移动，以允许成像放射源113-13和对应的第一探测器114-8在360度的范围内运动。通过第二探测器117的径向移动，第二探测器117可以为成像放射源113-13和对应的第一探测器114-8的独立运动创造空间。

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。

图9B是根据本申请的一些实施例示出的示例性成像放射源920的示意图。图9B中的X、Y和Z方向可以对应于图1中所述。在一些实施例中，成像放射源920可以配置成沿着与成像放射源920的第一轴(例如，中心轴940或平行于中心轴940的轴)相关的方向950倾斜，以便调节成像光束沿着Y轴的方向(例如，成像光束的中心轴的方向)。在一些实施例中，成像放射源920可以被配置为沿着与成像放射源920的第二轴(例如，沿Y方向的中心轴930或平行于中心轴930的轴线)相关的方向960倾斜，以便调节成像光束沿X或Z轴的方向(例如，成像束的中心轴的方向)。

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，所述两个或以上成像放射源中的至少一个和与对应的第一探测器可以沿图1中的Y轴负方向与机架111的背面相关联地布置。如本文所述，从机架111的前部到机架111的后部是沿图1中的Y轴负方向。例如，至少一个成像放射源和对应的第一探测器可以安装在机架111的背面，并与治疗头112一起旋转，或独立于治疗头112旋转。作为另一示例，所述至少一个成像放射源和对应的第一探测器可以布置在与机架111的背面相邻的位置，并独立于治疗头112(例如机架111)旋转。在一些实施例中，至少一个成像放射源和对应的第一探测器可以包括CT设备的组件。

仅作为示例，图9C至9F是根据本申请的一些实施例示出的放射设备的不同示例性配置的示意图。如图9C到图9F所示的放射设备110的配置900-3和900-6是放射设备110的侧面。图9C到图9F中的X、Y和Z方向可对应于图1中所述的X、Y和Z方向。在图9C到图9F中，正X方向与纸张垂直并指向纸张内部。

在一些实施例中，如图9C所示，机架111可以包括C臂机架。治疗头112可以类似悬臂的方式安装在C臂机架的前部。在一些实施例中，如图9D所示，机架111可以包括具有环形形状的环形机架。治疗头112可以安装在环形机架的前部并且安装在环形机架的圆周上。如图9C和图9D所示，成像放射源113-14和对应的第一探测器114-9可以安装在机架111的背面。成像放射源113-14和对应的第一探测器114-9可与治疗头112一起旋转或独立于治疗头112旋转。

在一些实施例中，如图9E所示，机架111可以包括C臂机架。治疗头112可以类似悬臂的方式安装在C臂机架上。在一些实施例中，如图9F所示，机架111可以包括具有环形形状的环形机架。治疗头112可以安装在环形机架的圆周上。如图9E和图9F所示，成像放射源113-15和对应的第一探测器114-10可以布置在与机架111的背面相邻的位置。成像放射源113-15和对应的第一探测器114-10可以独立于治疗头112(例如机架111)旋转。例如，如图9E和9F所示，成像放射源113-15和相应的第一探测器114-10可以安装在成像支撑件971上，成像支撑件971布置在与机架111的背面相邻的位置。成像支撑件971可以与机架111以机械连接或分离。成像支撑件971可以独立于机架111旋转。

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。

图10是根据本申请的一些实施例示出的可以实现处理设备120的计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图10所示，计算设备1000可以包括处理器1010、存储器1020、输入/输出(I/O)1030和通信端口1040。

处理器1010可以根据本文描述的技术执行计算机指令(程序代码)并执行处理设备120的功能。计算机指令可以包括执行本文描述的特定功能的例程、程序、目标、组件、信号、数据结构、过程、模块和功能。例如，处理器1010可以处理从放射设备110、终端140、存储设备130或医疗放射系统100的任何其他组件获得的数据。在一些实施例中，处理器1010可以包括微控制器、微处理器、减少指令集计算机(RISC)、应用特定的集成电路(ASIC)、应用特定的指令集处理器(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(ARM)、可编程逻辑设备(PLD)、能够执行一个或多个功能等的任何电路或处理器，或其任何组合。

仅出于插图目的，计算设备1000中仅描述一个处理器。然而，应该注意，本公开中的计算设备1000还可以包括多个处理器，因此由如本申请中所述的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单独执行处理器。例如，如果在本申请中，计算设备1000的处理器执行步骤a和步骤b，应该理解，步骤a和步骤b也可以由两个不同的处理器在计算设备1000中联合或单独地执行两个不同的处理器(例如，第一处理器执行步骤A和第二处理器执行步骤B，或者第一和第二处理器联合执行步骤a和b)。

存储器1020可以存储从放射设备110、终端140、存储设备130或医疗放射系统100的任何其他组件获得的数据/信息。在一些实施例中，存储器1020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)等或其任何组合。例如，大容量存储装置可以包括磁盘、光盘、固态驱动等。可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、拉链盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双日期速率同步动态RAM(DDRSDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除的可编程ROM(PEROM)、可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能磁盘ROM等在一些实施例中，存储器1020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。

I/O1030可以输入或输出信号、数据或信息。在一些实施例中，I/O1030可以使用户与处理设备120交互。例如，处理设备可以通过I/O1030显示图像。在一些实施例中，I/O1030可以包括输入设备和输出设备。示例性输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等或其组合。示例性输出设备可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等或其组合。示例性显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、被基于显示器、平板显示器、弯曲屏幕、电视装置、阴极射线管(CRT)等，或其组合。

通信端口1040可以连接到网络(例如，网络150)以便于数据通信。通信端口1040可以在处理设备120和放射设备110，终端140或存储设备130之间建立连接。连接可以是有线连接、无线连接或两者的组合、使得数据传输和接收能够。有线连接可以包括电缆、光缆、电话线等或其任何组合。无线连接可以包括蓝牙、Wi-Fi、WiMAX、WLAN、ZigBEE、移动网络(例如，3G、4G、5G等)等或其组合。在一些实施例中，通信端口1040可以是标准化通信端口，例如RS232，RS485等。在一些实施例中，通信端口1040可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口1040可以根据药物(DICOM)协议中的数字成像和通信设计。

图11是示出根据本申请的一些实施例的可以在其上实现终端140的移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图11所示，移动设备1100可以包括通信平台1110、显示器1120、图形处理单元(GPU)1130、中央处理单元(CPU)1140、I/O1150、内存1160和存储器1190。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)，也可以包括在移动设备1100中。在一些实施例中，移动操作系统1170(例如，iOS、Android、Windows电话等)和一个或多个应用程序1180可以从存储器1190加载到内存1160中，以便由CPU1140执行。应用程序1180可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用，用于接收和呈现与从处理设备120相关的与图像处理或其他信息有关的信息。可以通过I/O1150实现与信息流的用户交互，并经由网络150提供给医疗放射系统100的处理设备120和/或其他组件。

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。这种计算机的硬件元件、操作系统和编程语言是传统的，推测本领域技术人员充分熟悉，以使那些技术适应本文所述的血压监测。具有用户界面元具有用户界面元素的计算机可以用于实现个人计算机(PC)或另一种类型的工作站或终端设备，但是如果计算机经过适当编程，也可以充当服务器。可知，本领域技术人员应熟悉该计算机装置的结构、程序设计和一般操作，因此，图对其应是不解自明的。

图12是根据本申请的一些实施例示出的示例性处理设备的框图。处理设备120可以包括治疗光束输送模块1210、位置调整模块1220、成像光束输送模块1230、检测模块1240和重建模块1250。

治疗光束输送模块1210可以使治疗头112向扫描对象输送治疗光束210。治疗光束210可以提供最大治疗放射区域。

位置调整模块1220可以使两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器位于最大治疗放射区域的至少一部分的外部，以便不干扰治疗光束。在一些实施例中，两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘。关于定位两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器的细节，以便不能干扰治疗光束，可以在本申请的其他地方(例如，与图2至图8和图9A)。

成像光束输送模块1230可以使两个或以上成像放射源向扫描对象输送第一成像光束，使治疗头112向扫描对象输送治疗光束。

检测模块1240可以通过检测第一成像光束的至少一部分来获取由一个或以上第一探测器生成的第一数据集。

如果至少两个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围是放射设备110的全角度投影范围的一部分，则位置调整模块1220可以使两个或以上成像放射源移动并且向扫描对象传送第二成像光束，以覆盖第二角度投影范围。第一角度投影范围和第二角度投影范围可以构成全角度投影范围。在一些实施例中，位置调整模块1220可以使两个或以上成像放射源移动并在治疗光束打开或关闭时移动和输送第二成像光束。

检测模块1240可以通过检测第二成像光束的至少一部分来获取由一个或多个第一探测器生成的第二数据集。

重建模块1250可以基于第一数据集和/或第二数据集的至少一部分生成扫描对象的图像。在一些实施例中，重建模块1250可以使用重建算法重建图像。重建算法可以包括迭代重建算法(例如，统计重建算法)、傅里叶切片定理算法、滤波后投影(FBP)算法、风扇波束重建算法、分析重建算法等，或者其任何组合。

在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测治疗光束以衍生第三数据集(例如，投影数据)。重建模块1250可以在第三数据集上进一步生成扫描对象的图像。在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测到第一成像光束的至少一部分以衍生第四数据集(例如，投影数据)。重建模块1250可以在第四数据集上进一步生成扫描对象的图像。在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测第二成像光束的至少一部分以衍生第五数据集(例如，投影数据)。重建模块1250可以在第五数据集上进一步生成扫描对象的图像。

在一些实施例中，可以将治疗束传递到扫描对象的目标部位以对目标部位进行放射疗法。在一些实施例中，目标部位的位置可以随着各种运动而随时间改变，例如，心脏运动(及其对其他器官的影响)、呼吸运动(对肺和/或横膈膜及其对其他器官的影响)、血管脉动诱导的血流和运动、肌肉收缩和放松、胰腺的分泌活性、膀胱填充/排空、直肠和消化系统等或其任何组合。所生成的图像可用于检测放射治疗期间目标部位的位置和/或运动。

在一些实施例中，治疗光束输送模块1210可以基于图像确定是否需要任何改变或调整，无论是针对放射治疗的治疗方案是否需要任何改变或调整。在一些实施例中，当检测目标部位的移动或变化时，治疗光束输送模块1210可以修改治疗光束的输送或扫描对象的位置。例如，治疗光束输送模块1210可以暂停治疗光束的输送，然后将治疗头调节到移动或改变的目标部位的位置处的靶组织。作为另一示例，治疗光束输送模块1210可以暂停治疗光束的输送，然后在目标部位处使治疗光束对准目标部位的位置调节。在调节治疗光束或扫描对象的位置之后，治疗头可以恢复治疗光束的输送。在一些实施例中，当检测目标部位的移动或变化时，治疗头可以停止输送。在一些实施例中，治疗光束输送模块1210可以基于检测到目标部位的移动或改变生成通知。在一些实施例中，通知可以包括目标部位的移动或改变的信息。通知可以是文本、视频、音频等的形式。

根据本申请中描述的系统和方法，在目标部位上的放射疗法期间，治疗光束输送模块1210可以自动生成和/或分析图像以记录放射疗法、监控目标部位的位置、评估变化目标部位的位置、和/或确定如何进一步与放疗计划进一步进行(例如，按计划继续放疗、以继续进行修订的计划、或终止放射疗法等。)。在一些实施例中，可以通过用户输入(例如，医生)来半自动地进行监测、评估和/或调整。例如，治疗光束输送模块1210可以将要呈现的图像发送在终端130上(例如，显示器)，使得用户可以分析图像并提供关于如何与治疗计划进一步进行的指令(例如，继续按计划继续放疗、继续进行修订的计划、或终止放疗等)。作为另一示例，治疗光束输送模块1210可以首先分析图像并确定目标部位中发生的任何改变以及改变程度。治疗光束输送模块1210可以相应地确定是否需要在治疗计划中的需要任何调整。如果治疗计划中所需的目标部位的变化或在阈值内部，则治疗光束输送模块1210可以自动调节。在一些实施例中，当治疗光束输送模块1210做出这样的决定时可以生成通知。如果治疗计划中所需的目标部位或调整的变化不在阈值内，则治疗光束输送模块1210可以生成通知，例如，用户寻求来自用户如何进一步地继续的指令。

处理设备120中的模块可以通过有线连接或无线连接连接到彼此通信。有线连接可以包括金属电缆、光缆、混合电缆等或其任何组合。无线连接可以包括局域网络(LAN)、广域网络(WAN)、蓝牙、紫蜂网络、近场通信(NFC)等或其任意组合。两个或以上模块可以组合为单个模块，并且任何一个模块可以被划分为两个或以上单元。

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。例如，处理设备120还可以包括存储模块(图12中未示出)。存储模块可以被配置为存储在由处理设备120中的任何组件执行的任何处理期间生成的数据。作为另一示例，处理设备120的每个组件可以包括存储装置。附加地或替代地，处理设备120的组件可以共享公共存储装置。

图13是根据本申请的一些实施例示出的示例性成像处理的流程图。过程1300可以在图1所示的医疗放射系统100中实现。例如，过程1300可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备130和/或存储器1020中，并且由处理设备120(例如，图10所示的处理器1010，或者图12所示的处理设备120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1300可以通过未描述的一个或多个附加操作来完成，并且/或没有讨论的一个或多个操作。另外，如图13所示的过程1300的操作的顺序如下描述，但并不旨在进行限制。

在1310中，处理设备120(例如，治疗光束输送模块1210)可以使治疗头112向扫描对象输送治疗光束210。治疗光束210可以提供最大治疗放射区域。

在1320中，处理设备120(例如，位置调整模块1220)可以使两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器位于最大治疗放射区域的至少一部分的外部，以便不干扰治疗光束。在一些实施例中，所述两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器中的至少一个可以位于或接近最大治疗放射区域的边缘处。关于排布所述两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器以便不干扰治疗光束的细节描述，可以参见本申请其他地方的描述(例如，包括图2至图8以及图9A)。

在1330中，处理设备120(例如，成像光束输送模块1230)可以使所述两个或以上成像放射源在治疗头112向扫描对象输送治疗光束时，向扫描对象输送第一成像光束。

在1340中，一个或以上第一探测器可以检测第一成像光束的至少一部分。处理设备120可以基于检测到的第一成像光束获取第一数据集(例如，投影数据)。

在1350中，如果所述至少两个静态成像放射源的组合的第一角度投影范围是放射设备110的全角度投影范围的一部分，则处理设备120(例如，位置调整模块1220)可以使所述两个或以上成像放射源移动并向扫描对象输送第二成像光束，以覆盖第二角度投影范围。第一角度投影范围和第二角度投影范围可以构成全角度投影范围。在一些实施例中，处理设备120可以使所述两个或以上成像放射源在输送或关闭治疗光束时移动并输送第二成像光束。

在1360中，一个或以上第一探测器检测第二成像光束的至少一部分。处理设备120可以基于检测到的第二成像光束获取第二数据集(例如，投影数据)。

在1370中，处理设备120(例如，重建模块1250)可以基于第一数据集和/或第二数据集的至少一部分生成扫描对象的图像。在一些实施例中，处理设备120可以使用重建算法重建图像。重建算法可以包括迭代重建算法(例如，统计重建算法)、傅里叶切片定理算法、滤波后投影(FBP)算法、扇形光束重建算法、分析重建算法等、或者其任何组合。

在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测治疗光束以生成第三数据集(例如，投影数据)。处理设备120可以进一步根据第三数据集生成扫描对象的图像。在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测到第一成像光束的至少一部分生成第四数据集(例如，投影数据)。处理设备120可以进一步根据第四数据集生成扫描对象的图像。在一些实施例中，可以通过至少一个第二探测器检测第二成像光束的至少一部分以生成第五数据集(例如，投影数据)。处理设备120可以进一步根据第五数据集生成扫描对象的图像。

在一些实施例中，可以将1310中的治疗光束传递到扫描对象的目标部位以对目标部位进行放射治疗。在一些实施例中，由于各种运动，例如，心脏运动(及其对其他器官的影响)、呼吸运动(对肺和/或横膈膜及其对其他器官的影响)、血管脉动诱导的血流和运动、肌肉收缩、胰腺的分泌活性、膀胱填充/排空、直肠和消化系统等或其任何组合，目标部位的位置可以随时间改变，。在1270中产生的图像可用于放射治疗期间检测目标部位的位置和/或运动。

在一些实施例中，处理设备120可以基于图像确定放射治疗的治疗方案是否需要改变或调整。在一些实施例中，当检测到目标部位的移动或变化时，处理设备120可以修改治疗光束的输送或扫描对象的位置。例如，处理设备120可以暂停治疗光束的输送，然后调整治疗头使其可以射向移动或改变后的目标部位。作为另一示例，处理设备120可以暂停治疗光束的输送，然后相对于治疗光束调整目标部位的位置，以使治疗光束射向目标部位。在调节治疗光束或扫描对象的位置之后，治疗头可以恢复治疗光束的输送。在一些实施例中，当检测到目标部位的移动或变化时，治疗头可以终止输送治疗光束。在一些实施例中，处理设备120可以基于检测到目标部位的移动或改变生成通知。在一些实施例中，通知可以包括目标部位的移动或改变的信息。通知可以是文本、视频、音频等形式。

根据本申请中描述的系统和方法，在对目标部位进行放射治疗期间，处理设备120可以自动生成和/或分析图像以记录放射治疗、监控目标部位的位置、评估目标部位的位置变化和/或确定如何继续进行放疗计划(例如，按计划继续放疗、执行修订的计划、或终止放疗等)。在一些实施例中，可以通过用户(例如，医生)输入来半自动地进行监测、评估和/或调整。例如，处理设备120可以将要呈现的图像发送在终端130上(例如，显示器)，使得用户可以分析图像并提供关于如何继续执行治疗计划的指令(例如，继续按计划放疗、执行修订的计划、或终止放疗等)。作为另一示例，处理设备120可以首先分析图像并确定目标部位中是否发生任何变化以及变化的程度。处理设备120可相应地确定是否需要在治疗计划中进行任何调整。如果治疗计划中目标部位的变化或所需的调整在阈值内，则处理设备120可以自动调节。在一些实施例中，当处理设备120做出这样的确定时可以生成通知。如果治疗计划中目标部位的变化或所需的调整不在阈值内，则处理设备120可以生成通知，例如，向用户寻求如何进一步继续的指令。

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。

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实现硬件、完全软件(包括固件、驻留软件、微码等)或组合软件和硬件实现，这些软件和硬件实现在这里可以所有通常被称为“单元”“、“模块“、或”系统“。此外，本申请的各方面可以采用体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其中具有其上体现的计算机可读程序代码。

非暂时性计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，其中包含计算机可读程序代码，例如，在基带中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。

用于对本申请的各方面进行操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合写入，包括面向扫描对象的编程语言，例如，Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、PYthon等类似的常规过程编程语言，例如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP、动态编程语言(例如PYthon、RubY和GroovY)或其他编程语言。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(例如，通过使用网络服务提供商的网络)或在云计算环境中或作为服务提供，例如，软件服务(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。

在一些实施例中，表达数量、性质等的数字用于描述和要求本申请的一些实施例应理解为在某些情况下通过术语“大约”、“近似”或“大体上”进行修改。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±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 (25)

1.一种放射治疗系统包括：

机架，被配置为围绕扫描对象旋转；

治疗头，与机架一起移动，所述治疗头被配置为向扫描对象输送治疗光束，所述治疗光束提供最大治疗放射区域；

两个或以上成像放射源，被配置为向所述扫描对象发射成像光束；以及

一个或以上第一探测器，被配置为检测所述成像光束的至少一部分，其中，在所述治疗头向所述扫描对象输送所述治疗光束时，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器位于所述最大治疗放射区域的至少一部分的外部，以便所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器不干扰所述治疗光束，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个位于或接近所述最大治疗放射区域的边缘。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

当所述治疗头向所述扫描对象输送所述治疗光束时，所述两个或以上成像放射源位于所述最大治疗放射区域的第一侧，所述一个或以上第一探测器位于所述最大治疗放射区域的第二侧；或者

所述一个或以上第一探测器和所述两个或以上成像放射源交替布置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述治疗头沿第一方向向所述扫描对象输送所述治疗光束时，所述两个或以上成像放射源中的至少一个，沿第二方向发射成像光束，所述第一方向和所述第二方向之间的差异小于30度。

4.如权利要求1所述的系统，其中

所述治疗光束在等中心平面上提供最大治疗区域；

所述治疗光束被限制以在所述等中心平面上提供小于所述最大治疗区域的目标特定治疗区域，以及

至少一个成像放射源在所述等中心平面上的投影位于所述最大治疗区域内。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述两个或以上成像放射源或所述一个或以上第一探测器中的至少一个被配置为随着所述机架移动，或独立于所述机架移动。

6.根据权利要求5所述的系统，其中

所述两个或以上成像放射源或所述一个或以上第一探测器中的至少一个安装在所述机架上或所述机架以外的滑环上。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述两个或以上成像放射源的第一角度投影范围是所述放射治疗系统的全角度投影范围的一部分。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述两个或以上成像放射源被配置为进行移动以覆盖第二角度投影范围，所述第一角度投影范围和所述第二角度投影范围构成所述放射治疗系统的所述全角度投影范围。

9.根据权利要求1所述的系统，其中

所述两个或以上成像放射源的第一成像放射源，被配置为与对应的所述第一探测器一起围绕所述机架的旋转轴移动，并且所述第一成像放射源被配置为和对应的所述第一探测器在第一范围内独立于所述机架无碰撞移动；和/或

所述第一成像放射源被配置为在小于360度的有限角度范围内做往复运动。

10.如权利要求9所述的系统，其中

所述治疗头、所述两个或以上成像放射源中除了所述第一成像放射源的其它成像放射源、或所述一个或以上第一探测器中除了与所述第一成像放射源对应的所述第一探测器中的至少一个，被配置为径向远离所述放射治疗系统的等中心以允许所述第一成像放射源和对应的所述第一探测器在第二范围内独立运动而没有碰撞，所述第二范围大于所述第一范围。

11.根据权利要求1所述的系统，其中

所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个被配置为沿着垂直于所述治疗头的旋转平面的方向移动以增加沿所述垂直于所述旋转平面的方向的成像视野(FOV)；和/或

所述放射治疗系统进一步包括患者支撑件，被配置为沿着垂直于所述治疗头的旋转平面的方向移动，以增加沿着所述垂直于所述旋转平面的方向的成像视野(FOV)。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个具有以下至少一个特征：

被配置为相对于所述至少一个成像放射源的中心轴倾斜；

被配置为径向地向所述放射治疗系统的等中心点移动；以及

被配置为移动到所述放射治疗系统的准直器的远端。

13.如权利要求1所述的系统，还包括：

第二探测器，与所述治疗头相对，并且被配置为检测所述治疗光束。

14.根据权利要求13所述的系统，其中

所述第二探测器被配置为检测从所述两个或以上成像放射源中的至少一个发射的成像光束；和/或

所述第二探测器包括电子射野影像装置(EPID)。

15.根据权利要求1所述的系统，其中

所述两个或以上成像放射源的至少一个第一成像放射源位于所述治疗头的旋转平面上；和/或

所述两个或以上成像放射源的至少一个第二成像放射源位于与所述旋转平面不同的平面上。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述两个或以上成像放射源中的至少一个被配置为在所述治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束或暂停向所述扫描对象输送所述治疗光束时，发射成像光束；和/或

所述两个或以上成像放射源中的至少两个被配置为同时或交替地发射所述成像光束。

17.如权利要求1所述的系统，其中

所述两个或以上成像放射源中的每一个对应于所述一个或以上第一探测器中的不同探测器；或者

所述两个或以上成像放射源中的至少两个对应于所述一个或以上第一探测器中的相同探测器。

18.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其特征包括以下至少一个：

所述检测到的成像光束的至少一部分被转换成三维投影数据以重建所述扫描对象的三维图像；

所述两个或以上成像放射源中的至少一个和对应的第一探测器沿着所述机架的旋转轴安装在所述机架的背面；以及

所述一个或以上第一探测器中的至少一个包括平板探测器或曲面探测器。

19.一种成像系统，包括：

至少一个存储设备，包括一组指令；

其中至少一个处理器与至少一个存储设备通信，其中当执行该组指令时，所述至少一个处理器被配置为使系统执行包括：

使放射治疗系统的治疗头根据治疗计划扫描对象输送治疗光束，所述治疗光束提供最大治疗放射区域；

使所述放射治疗系统的两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器位于所述最大治疗放射区域之外，以便所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器不干扰所述治疗光束，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器位于或接近所述最大治疗放射区域的边缘；

使所述两个或以上成像放射源在所述治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束的同时，向所述扫描对象发射第一成像光束；

通过检测所述第一成像光束的至少一部分来获取由所述一个或以上第一探测器产生的第一数据集；以及

基于所述第一数据集生成所述扫描对象的图像。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述两个或以上成像放射源的组合的第一角度投影范围是所述放射治疗系统的全角度投影范围的一部分。

21.如权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为使所述系统执行包括：

使所述两个或以上成像放射线源移动以覆盖第二角度投影范围，所述第一角度投影范围和所述第二角度投影范围构成所述放射治疗系统的所述全角度投影范围；

使所述两个或以上成像放射源在所述第二角度投影范围内输送第二成像光束；

通过检测所述第二成像光束的至少一部分来获取所述一个或以上第一探测器产生的第二数据集；以及

进一步根据所述第二数据集生成所述扫描对象的所述图像。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，当所述治疗光束被启动或关闭时，使所述两个或以上成像放射源移动以覆盖所述第二角度投影范围。

23.根据权利要求19-22中任一项所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为使所述系统执行所述操作，包括：

根据所述图像调整所述治疗计划；以及

根据所述调整后的治疗计划，使所述治疗头向所述扫描对象输送调整后的治疗光束，或者使所述治疗头暂停输送所述治疗光束。

24.一种成像系统，包括：

治疗光束输送模块，被配置为使放射治疗系统的治疗头根据治疗计划向扫描对象输送治疗光束，所述治疗光束提供最大治疗放射区域；

位置调整节模块，被配置为使所述放射治疗系统的两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器位于所述最大治疗放射区域之外，以便所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器不干扰所述治疗光束，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个位于或接近所述最大治疗放射区域的边缘；

成像光束输送模块，被配置为使得所述两个或以上成像放射源向所述扫描对象输送第一成像光束的同时，所述治疗头向所述扫描对象输送治疗光束；

检测模块，被配置为通过检测所述第一成像光束的至少一部分来获取由所述一个或以上第一探测器产生的第一数据集；以及

重建模块，被配置为生成基于所述第一数据集生成所述扫描对象的图像。

25.一种非暂时性计算机可读介质，包括至少一组指令集，其中当由计算设备的一个或以上处理器执行时，所述至少一组指令使得计算设备执行方法，所述方法包括：

使放射治疗系统的治疗头根据治疗计划将治疗光束传送到扫描对象，所述治疗光束提供最大治疗放射区域；

使所述放射治疗系统的两个或以上成像放射源和一个或以上第一探测器位于所述最大治疗放射区域之外，以便所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器不干扰所述治疗光束，所述两个或以上成像放射源和所述一个或以上第一探测器中的至少一个位于或接近所述最大治疗放射区域的边缘；

使所述两个或以上成像放射源在所述治疗头向所述扫描对象发射所述治疗光束的同时，向所述扫描对象发射第一成像光束；

通过检测所述第一成像光束的至少一部分来获取由所述一个或以上第一探测器产生的第一数据集；以及

基于所述第一数据集生成所述扫描对象的图像。

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