CN117414540A - 辐射入射监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了辐射入射监测方法及系统，其中所述方法包括：将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上，所述光场至少实质上对应于辐射递送的辐射入射；监测从所述对象的表面反射的光场；及处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射。

Description

辐射入射监测方法及系统

技术领域

本发明涉及用于监测准备进行和/或正在经历辐射递送的对象上的辐射入射的方法。此外，本发明涉及用于与放射治疗设备和放射线治疗系统一起使用的监测系统。

背景技术

在放射治疗时，由放射治疗设备的辐射源发出的辐射束投射到患者身体的预定区域，以便破坏或消除其中存在的肿瘤以及治疗非癌性疾病。这种治疗通常定期和重复进行。在每次医疗干预时，辐射源必须相对于患者定位，以便以尽可能高的精度照射所选区域，以避免辐射相邻组织，否则辐射束将对这些相邻组织有害。

为此，放射治疗通常分为两个阶段。在初始规划阶段，使用2D x射线或者计算机X射线断层(CT)扫描仪、或者通过磁共振成像(MRT)扫描患者身体以使靶位和任何障碍物可视化。疗程则使用从x射线或CT扫描仪获得的图像或者使用MRI图像进行规划。随后，在治疗阶段，根据在规划阶段期间规划的疗程用射线对患者进行治疗。

放射治疗的根本问题是在获取诊断图像时以及随后每次向患者身体施加辐射时，需要将患者定位在相同位置。已知的放射治疗设备被校准，使得所产生的辐射束聚焦在治疗等中心上。该设备可包括光场，其使治疗专家能在辐射束递送之前看见场大小和形状，包括等中心位置。为确保准确递送到治疗规划期间规划的正确位置，患者躺在治疗诊察台上，治疗诊察台可通过机械驱动在空间的所有三个方向进行定位。之后，治疗专家的任务是调整诊察台的位置，使得放射治疗设备的等中心与将要治疗的患者身体区域重合。患者身体或者其一部分可固定到治疗诊察台以避免患者在治疗期间移动导致沉积。此外，目前的用于定位患者的系统可包括多种不同形式的、用于将标记放在患者身上以使患者在不同治疗时能被重新对准的系统。

然而，可能发生患者运动或设置差异，从而导致对相邻健康组织有害的辐射。可能的错误可包括规划或机器错误，例如多叶准直器(MLC)叶无意地处于错误位置或者误放在场对口线中、错误的组织等效物放置，例如因辐射束被直接投送到患者皮肤而不是通过组织等效物或者相反地在规划组织等效物仅覆盖部分表面时导致组织等效物外溢，或者患者位置的变化，例如患者移动或者身体的其它区域处于主射束中。

为此，提供用于在放射治疗期间检测患者移动并帮助定位患者的监测系统，例如欧洲专利申请EP 3 294 137 A1公开的监测系统。这样的监测系统通常包括能够为跟踪患者位置生成3D患者模型的、成本高的立体摄像机和处理模块。

欧洲专利申请EP 3 294 414 A1公开的监测系统同样利用立体摄像机和处理模块进行3D患者跟踪。此外，该监测使药剂有必要在检测递送异常之前递送到患者，因为该监测基于切连科夫(Cherenkov)辐射。

发明内容

与背景技术相比，本发明提供有成本效益的监测方法，其使能监测准备进行和/或正在经历放射治疗的对象上的辐射入射并确保辐射束递送到治疗规划期间规划的正确位置且避免无意地递送到其它区域。此外，本发明的目标是确定相应改进的放射治疗系统。

根据本发明的一方面，提供用于监测准备进行和/或正在经历辐射递送的对象上的辐射入射的方法，该方法包括：

-将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上，所述光场至少实质上对应于辐射递送的辐射入射；

-监测从所述对象的表面反射的光场；及

-处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射。

所述对象可以是例如患者或者放射治疗体模。当所述对象为患者时，辐射递送可以是放射治疗。

因此，根据第一方面的方法使能监测准备进行和/或正在经历放射治疗的患者上的辐射入射，尤其在投射辐射剂量时。例如，放射治疗可指放射线手术和/或放射线疗法。在放射线手术或放射线疗法中，密集和精确准直的辐射剂量被递送到患者身体中的目标区域例如肿瘤组织以治疗或破坏病变。

具体地，放射线疗法是使用电离辐射的治疗，通常提供为癌治疗的一部分以控制或灭杀癌变细胞。通常，放射线治疗通过放射治疗设备如线性加速器进行递送。放射线疗法可治疗多种类型的癌，例如在它们定位到身体的一区域上时。其也可用作辅助治疗的一部分，例如为了防止在去除主要恶性肿瘤的手术后再次出现肿瘤，例如乳腺癌的早期阶段。

放射线手术是使用辐射的手术。靶区使用电离辐射精确破坏，而不是用手术刀切除。与其它形式的放射治疗类似，其通常可用于治疗癌症。在立体定向放射线手术(SRS)中，三维坐标系可使在患者的诊断图像中看到的虚拟目标与患者体内的实际目标位置准确地关联。

在放射治疗之前，可获得感兴趣区域的计算机X射线断层(CT)和/或磁共振(MR)扫描以准备针对患者个体调整的放射治疗计划。规划CT和/或MRT可用于确定至少一目标体积，所谓的感兴趣的靶区，并标记处于风险中的器官。基于这些，可制定个体放射治疗计划，其中，精确地指明哪些区域将用哪一剂量进行辐照以及哪些区域必须最佳地使得不受伤害。基于射束视观(Beam's eye view，BEV)的规划可通过减少正常组织的辐照而提高肿瘤的三维覆盖、辐照技术、及治疗比。

患者根据放射治疗计划精确定位，尤其是患者相对于辐射束源尤其是放射治疗设备的位置和/或定向，是实际进行放射治疗的先决条件。因而，在放射治疗之前，患者和/或辐射束源尤其是放射治疗设备必须进行设置以准确地辐照感兴趣的靶区。应避免辐照健康组织。在本说明书中，根据第一方面的方法使能监测辐射入射从而进行准确的患者设置和/或治疗。

当然，在放射治疗期间，由于实际的电离辐射，确保正确的辐射入射甚至更至关重要。在放射治疗期间，至少一辐射束可辐照患者体内的感兴趣的区域，例如病变组织如肿瘤或长癌部位。具体地，多个辐射束可从患者体外的几个位置导向感兴趣的靶区。放射设备可包括门架，其包含可旋转以从不同位置提供辐射束的辐射源。在每次医疗干预时，放射治疗设备尤其是辐射源可相对于患者进行定位以便以最高可能的准确度辐照所选区域。

由于辐射入射监测使能看到辐射实际上击中患者身体的什么位置，这可突出误差例如身体体型或姿势的变化，例如患者的手臂进入辐射场，辐射无意地击中下巴或对侧胸部，未对准组织等效物材料，或者递送系统或治疗计划的错误例如错误的MLC开口和位置。

根据第一方面的方法包括将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上。光场至少实质上对应于辐射递送尤其是至少一辐射束的辐射入射。辐射入射可指至少一辐射束入射到一对象的表面上。具体地，监测辐射入射可包括监测至少一辐射束的位置、定向、大小和/或形状。至少一辐射束例如可由导致光场的至少一部分的至少一可见光束模拟。至少一可见光束可击中对象的表面从而导致撞击区域的光场。

为发射光场，放射治疗设备和/或监测系统可包括至少一光场发射装置，配置成将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上。光场发射装置例如可以是放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架的一部分。优选地，光场发射装置可靠近放射治疗设备的辐射束源定位。至少一光场发射装置可例如位于放射治疗设备尤其是线性加速器头的至少一射束限制装置如场口件(field jaw)和/或多叶准直器前面，使得至少一射束限制装置的当前形状可在治疗诊察台上或者诊察台上的任何对象上看到。可能地，放射治疗设备中已经存在的光场发射装置例如线性加速器可使辐射入射在射束递送之前和/或期间可视化，尤其是光场大小和形状，优选包括等中心位置。这尤其有成本效益，因为将不需要另外的硬件。

发射到对象表面上的光场可基于可见光，即在人眼感知的电磁波频谱部分内的电磁辐射。具体地，该光具有在400到700nm范围中的波长。这使光场能被配置成监测可见光的任何监测装置尤其是例如传统摄像机感知。

具体地，在实际的辐射递送(例如放射治疗)之前(例如在患者设置期间)，光场可表示实际射束递送期间的辐射入射。因而，光场可表示实际射束递送之前和/或期间的辐射入射。这样，可得出关于辐射束的结论，尤其因为至少一辐射束可用可见光模拟。

本发明方法还包括监测从对象表面反射的光场。具体地，光场在辐射递送之前和/或期间进行监测。通过监测光场，可在辐射递送的实际射束递送之前和/或期间监测辐射入射。例如，监测到的光场使能贯穿辐射递送实时推断辐射入射，优选确保整个递送过程的准确度。

为监测光场，可提供配置成监测光场的至少一监测装置。优选地，至少一监测装置为至少一远程监测装置。一般地，可预见配置成监测光场尤其是配置成监测发射到表面上的可见光的任何监测装置，包括传统摄像机或类似装置。例如，可提供至少一立体摄像机。通过至少一立体摄像机，可实现使用立体视法的原理提供使能例如光场和/或对象的三维表示的可视数据。至少一监测装置可优选设置在治疗室中，用于监测发射到对象表面上的光场。至少一监测装置可被校准到治疗设备的等中心例如放射治疗设备的等中心。

至少一监测装置可包括至少一滤光器，配置成选择性地透射优选至少一特定波长的光，尤其是在可见光谱中的波长范围即400到700nm之间的光。在根据第一方面的方法和/或根据第二方面的监测系统结合另一无接触运动检测系统例如国际专利申请WO 2004/004828 A2中公开的、Vision RT的系统使用时，这特别有利。例如，在VisionRT的/>系统中，散斑投影可通过AlignRT摄像机吊舱提供。在监测光场时的难题可能是将优选基于可见光的光场与场景中的其它照明源区分开。监测从对象表面反射的光场因而可包括对光进行滤光以选择性地透射至少一特定波长的光。在不同的监测装置用于Vision RT的/>系统尤其用于监测散斑投影而不是监测根据本发明第一和/或第二方面的光场的情形下，这特别有利。在同一监测装置用于监测光场和散斑时，可以预见，区分光场可通过使散斑频闪并监测尤其是采集具有散斑的图像和没有散斑的图像而实现，具有散斑的图像例如针对标准AlignRT 3D表面采集，没有散斑的图像尤其针对根据本发明第一和/或第二方面的光场监测。外部光源例如房间照明在监测光场时优选降低以便至少减少竞争光源。

监测装置通常提供2D或3D图像，其示出从监测装置的位置看见的、入射在对象表面上的光场。

监测系统可获取或生成参考图像，其示出使用确定的辐射递送计划(例如在对象为患者时放射治疗计划)例如从治疗计划或治疗系统获得的参数时入射在对象表面上的参考光场。参考图像通常为2D或3D虚拟图像。

例如，从CT扫描仪获得的对象的DICOM参考表面、预先确定的门架位置和/或预先确定的准直器旋转、和/或预先确定的MLC叶的位置可用于生成2D或3D虚拟图像。

代替对象的DICOM参考表面，可使用由立体摄像机或无接触运动检测系统捕获的参考表面或者更新的参考表面，更新的参考表面用通过无接触运动检测系统的ROI(感兴趣区域)监测而测得的对象的当前位置进行更新。

作为替代，参考图像可由用于将放射治疗计划准备为剂量分布或剂量概述的治疗规划系统直接生成。

准备进行和/或正在经历辐射递送的对象通常位于放射治疗系统的机械治疗诊察台上。优选地，辐射入射的监测可包括监测放射治疗设备相对于对象尤其是保持该对象的治疗诊察台的位置和/或定向。这使能得出关于至少一辐射束的入射的、更精确的结论。

根据第一方面的方法还包括至少部分基于监测到的光场处理监测到的光场以确定辐射递送相对于对象的辐射入射。为处理监测到的光场，可提供至少一处理单元，其配置成至少部分基于监测到的光场处理监测到的光场以确定辐射递送相对于对象的辐射入射。至少一处理单元可以是监测系统的内部处理单元，或者其可以是外部处理单元，例如有线或无线连接到至少一监测装置并运行相应的计算机程序的通用个人计算机，或者可以是二者的组合。例如，该处理单元是远程处理单元。远程处理单元可位于不同于治疗室的房间中。

例如，当监测装置提供光场入射的图像及监测系统获得或生成包括参考光场入射的参考图像时，这些度量可用于比较光场入射的图像和参考图像，并就光场入射怎样不同于参考光场入射因而所确定的辐射递送的辐射入射怎样不同于或偏离预先确定的辐射入射提供定量测量结果。

定性手段可用于展现对治疗专家重要的信息。例如，颜色可用于突出显示在患者身上检测到的光场入射。例如，蓝色可覆盖在对象的灰度视频图像上以表明光场落在的地方。第一轮廓可用于表明检测到的光场所处的地方，基于参考光场入射的第二轮廓可用于表明其应在什么地方，从而帮助治疗专家评估辐射束是否被递送到正确位置。

在辐射递送期间，门架和/或MLC可移动，因此，光场的形状可每时每刻变化。因而，为了具有辐射入射的全局监测，监测装置可提供一组光场入射的图像，每一图像说明在辐射递送的几个预定时间的光场入射，监测系统可获得或生成包括在辐射递送的相同的几个预定时间的参考光场入射的一组参考图像。

该组光场入射的图像之后用于生成光场入射的累积图像，通常表明在递送期间已检测到光场的地方。例如，光场入射的每一图像可以是二进制图像(光场或以像素存在，或不存在)。在该情形下，当该组光场入射的图像中的图像被加在一起时，可获得表明在递送过程中已检测到光场的地方的累积图像。作为替代，每一光场入射的图像可以是灰度图像。

此外，包括参考光场入射的一组参考图像可用于生成累积参考图像。光场入射的累积图像则可与累积参考图像比较，例如回顾地比较辐射入射和计划的递送。

优选地，根据第一方面的方法还包括基于确定的辐射入射执行一行动，例如调整参数或者阻止辐射。例如，在与预先确定的辐射入射有偏差时，可调整递送参数。这可包括例如对象、保持对象的治疗诊察台、放射治疗设备的(重新)定位和/或修改递送计划。将辐射剂量正确地递送到靶区的能力可取决于几个因素，包括辐射斑位置以及在辐照期间使用的精确的对象几何形状的了解。影响辐射束递送的准确度的因素还可取决于设备本身以及设备和/或治疗辅助物例如组织等效物、楔、障碍物等的机械精度和移动。有多个与放射治疗系统相关联的、可影响辐射入射的准确度的参数，例如射束对准、射束对称性、射束形状、射束扁平度、以及场形状和宽度。

根据第一方面的方法使能安全且无创地监测准备进行和/或正在经历放射治疗的患者上的辐射入射。已认识到，在根据第一方面的方法的上下文中，通过监测从患者表面反射的光场并处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定放射治疗相对于患者的辐射入射，可监测及最终校正在放射治疗之前和/或期间的辐射束辐射入射。因而，提供在放射治疗之前和期间跟踪尤其是相对于患者位置和/或放射治疗设备的辐射入射的、安全的、无创方法，从而有助于确保进行准确治疗递送的流线型工作流。

根据第一方面的方法使能对所有形式的癌症，包括乳腺癌、脑瘤、肺癌、肝癌、肉瘤、头颈癌及其它癌症，快速且准确地进行患者设置和监测。具体地，使用根据第一方面的方法，可确保辐射束将被递送到治疗规划期间计划的正确位置并避免无意地递送到其它区域。除此之外，可简化组织等效物放置，例如为了减少或改变剂量。

此外，根据第一方面的方法由于较少的反复成像以及更准确的初始设置，可减少患者治疗时间。光场可在患者设置期间即在射束递送之前进行评估，或者作为计划或系统质量保证程序的一部分。除此之外，根据第一方面的方法也可有利于患者舒适性，因为其可消除对文身或其它永久标记的需要和/或避免使用传统的封闭遮罩或基于框架的SRS，甚至减少对小儿麻醉的需要。

本发明的第二方面涉及用于与放射治疗设备一起使用来监测准备进行和/或正在经历辐射递送的对象上的辐射入射尤其是用于执行上述方法的监测系统。该监测系统包括：

-至少一光场发射装置，配置成将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上，所述光场至少实质上对应于辐射递送的辐射入射；

-至少一监测装置，配置成监测从所述对象的表面反射的光场；及

-至少一处理单元，配置成处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射。

本发明的第三方面涉及放射治疗系统。该放射治疗系统包括：

-可操作以便用辐射辐照一对象的放射治疗设备；及

-根据第二方面的辐射入射监测系统。

所述对象可以是例如患者或者校准体模。当所述对象为患者时，辐射递送可以是放射治疗。

本发明的第一、第二和第三方面的示例性实施例可具有下面描述的一个或多个特性。

确定放射治疗相对于患者的辐射入射可包括根据确定的放射治疗计划相对于预先确定的辐射入射确定放射治疗的辐射入射。

放射治疗计划可针对患者个别地进行调整。在放射治疗规划时，规划CT可用于确定感兴趣的靶区，并标记处于风险中的器官。基于这些，可制定个体放射治疗计划，其中，精确地指明哪些区域将用哪一剂量进行辐照以及哪些区域必须最佳地使得不受伤害。优选地，放射治疗计划可指明预先确定的辐射入射。根据确定的放射治疗计划相对于预先确定的辐射入射确定放射治疗的辐射入射使能确保辐射束递送到治疗规划期间计划的正确位置因而避免无意地递送到其它区域。

该方法还可包括在辐射递送的确定的辐射入射与从放射治疗递送计划(在对象为患者时其可以是放射治疗计划)确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时触发警报(或警告)。警报可包括听得见的、看得见的和/或其它类型的信号以向例如治疗专家警示该辐射入射偏差。阈值量例如可在递送规划或治疗规划时指定和/或可随治疗类型和/或感兴趣区域而变。例如，可以预见，阈值量可以是绝对值，例如按毫米表示，或者可以是相对量，例如按百分比表示。

因而，在确定的辐射递送相对于对象的辐射入射与从放射治疗递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时，放射治疗设备可操作以触发警报和/或阻止辐照对象或触发对象辐照的阻止。

该方法还可包括在确定的辐射递送的辐射入射与从放射治疗递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时，阻止辐照对象或触发对象辐照的阻止。确保正确的辐射入射在放射治疗期间特别关键。在放射治疗期间，与预先确定的辐射入射偏差大于预定的阈值量例如可导致将向放射治疗设备提供信号以暂停辐照。这使能确保仅在对象(例如患者)按需相对于辐射束定位时递送辐射。

与预先确定的辐射入射的偏差例如可因患者的移动导致，例如在胸部治疗期间，患者的手臂或下巴可能处于辐射束中因而可能有剂量递送到错误区域的风险。并且，例如，患者的呼吸变化可导致与预先确定的辐射入射的偏差。在该情形下，可向放射治疗设备提供信号以暂停辐照。

可以预见，辐照仅可在确定的辐射递送的辐射入射与从放射治疗递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时阻止辐照，在偏差保持低于该阈值时可继续辐照。

此外，可至少提供第一和第二阈值量。具体地，该方法可包括在确定的辐射递送的辐射入射与从放射治疗递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于第一、具体地较低的、阈值量时触发警报，及在确定的辐射递送的辐射入射与从放射治疗递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于第二、具体地较高的、阈值量时阻止辐照对象或触发对象辐照的阻止。可以预见，任一行动即触发警报和/或阻止辐照或触发辐照的阻止仅在超出相应阈值时进行。

该方法还可包括基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射，定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象尤其是保持该对象的诊察台或者触发其的定位。具体地，对象尤其是保持该对象的治疗诊察台可根据确定的辐射入射进行定位。可以预见，在辐射入射与根据辐射递送计划预先确定的辐射入射有偏差时，重新定位对象。具体地，在该偏差超过某一阈值量时，可重新定位对象。

优选地，根据第三方面的放射治疗系统还可包括用于相对于放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的诊察台。诊察台和/或放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架可配置成根据确定的辐射递送相对于对象的辐射入射改变位置和/或定向。

该方法还可包括基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射定位用于辐照对象的放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架或者触发其的定位。可以预见，在辐射入射与根据辐射递送计划预先确定的辐射入射有偏差时对放射治疗设备重新定位。具体地，在该偏差超过某一阈值量时，可对放射治疗设备重新定位。

例如，治疗诊察台和放射治疗设备可设置成使得相对位置可例如横向、竖向、纵深向和/或旋转地改变。至少一治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备的定位例如可由至少一处理单元导致。

定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象和/或用于辐照该对象的放射治疗设备或者触发其定位可反复地进行。例如，根据第一方面的方法例如可包括在放射治疗之前和/或期间监测患者的呼吸运动。基于在放射治疗之前和/或期间监测到的光场和呼吸运动，可反复进行患者的定位或者触发患者的定位。

确定辐射递送相对于对象的辐射入射可包括确定至少一辐射束相对于对象的位置、定向和/或形状。例如通过处理监测到的光场，可得出关于至少一辐射束的结论。作为替代或另外，该方法可包括监测保持对象的治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备尤其是至少一放射治疗设备的门架相对于被辐照的对象的位置和/或定向。确定至少一辐射束相对于对象的位置、定向和/或形状可基于监测到的、保持对象的治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备相对于被辐照的对象的位置和/或定向进行。

此外，作为替代或另外，该方法可包括监测至少一放射治疗设备的至少一辐射束源和/或射束限制装置尤其是场口件和/或准直器如MLC的位置、定向、大小和/或形状。MLC是由高原子序数的材料(通常为钨)的各个叶片制成的射束限制装置，其可在辐射束的路径之中和外面独立地移动以使辐射束成形并改变其强度。这使能快速且容易的射束成形，且特别有成本效益并节约时间。

在确定至少一辐射束相对于对象的位置、定向和/或形状时，例如可考虑监测到的、至少一辐射束源和/或射束限制装置的位置、定向、大小和/或形状。这些实施例使能更精确地得出关于至少一辐射束的辐射入射的结论。

配置成监测光场的至少一监测装置也可配置成监测保持对象的治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备尤其是至少一放射治疗设备的门架相对于对象的位置和/或定向以及至少一放射治疗设备的至少一辐射束源和/或射束限制装置尤其是场口件和/或MLC的位置、定向、大小和/或形状。作为替代或另外，可提供至少一另外的监测装置，其配置成监测保持对象的治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备尤其是至少一放射治疗设备的门架相对于对象的位置和/或定向以及至少一放射治疗设备的至少一辐射束源和/或射束限制装置尤其是场口件和/或MLC的位置、定向、大小和/或形状。

至少一处理单元可配置成从保持对象的治疗诊察台和/或至少一放射治疗设备相对于被辐照的对象的位置和/或定向和/或至少一放射治疗设备的至少一辐射束源和/或射束限制装置尤其是场口件和/或MLC的位置、定向、大小和/或形状确定至少一辐射束的形状、大小和/或定向。

该方法还可包括基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射调整至少一辐射束的位置、定向、大小和/或形状或者触发其的调整。例如，该方法可包括通过改变保持对象的至少一治疗诊察台和/或用于辐照该对象的至少一放射治疗设备尤其是至少一放射治疗设备的门架的位置和/或定向而调整至少一辐射束的位置和/或定向或者触发其的调整。另外或者作为替代，该方法可包括通过改变至少一射束限制装置例如场口件和/或MLC而调整至少一辐射束的大小和/或形状或者触发其的调整。

根据第三方面的放射治疗系统的放射治疗设备例如可配置成基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射而调整至少一辐射束的位置、定向、大小和/或形状。为此，该放射治疗设备例如可包括至少一射束限制装置如场口件和/或MLC。

方法步骤的公开应当理解为同样公开了用于执行方法步骤的相应装置。类似地，用于执行方法步骤的装置的公开应当理解为同样公开了相应的方法步骤。

本发明的另外的配置和优点将在下面结合附图给出的、本发明的一些示例性实施例的详细描述中阐明。

附图说明

本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：

图1为根据本发明的包括监测系统的放射治疗系统的示意性立体图。

具体实施方式

下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。计算机程序应广义地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行、执行线程、程序、函数等，无论是称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其他名称。

在图1中，连同放射治疗设备101例如线性加速器一起示出了根据本发明第二方面的监测系统10，二者一起形成根据本发明第三方面的放射治疗系统100。放射治疗设备101包括辐射束源，在图1中由附图标记110图示，其被导向患者1上用于放射治疗。患者1躺在机械治疗诊察台103上，其可在所有三个空间方向移动，其中的两个方向由图1中的箭头标示。另外，诊察台103可在所有三个空间方向转动(未示出)。机械治疗诊察台103被提供为放射治疗系统100的一部分，患者1在治疗期间躺在其上面。放射治疗设备101和机械治疗诊察台103设置成使得，在计算机15的控制之下，治疗诊察台103和放射治疗设备101的相对位置可横向、竖向、纵深向及转动地改变，如图中与诊察台103相邻的箭头标示的。

放射治疗设备101包括主体101b，门架101a从主体101b延伸。射束限制装置(未示出)例如场口件和/或多叶准直器(MLC)被提供在门架101a的、远离放射治疗设备101的主体101b的那一端。为改变辐射束辐照患者1的角度，在处理单元12的控制之下，门架101a设置成绕通过放射治疗设备101的主体101b的中心的轴旋转。另外，放射治疗设备101的辐照位置也可通过旋转门架101a的端部处的射束限制装置进行改变。

放射治疗系统100还包括光场发射装置11，其在该例子中安装到放射治疗设备101，具体地，安装到门架101a，但也可连同监测系统10一起放置。光场发射装置11将光场发射到准备进行和/或正在经历放射治疗的患者1的表面上，光场2至少大致对应于放射治疗的辐射入射。

监测系统10还包括监测装置12例如传统摄像机和/或立体摄像机，以及处理单元13。监测装置12通过接线(未示出)连接到包括至少一处理单元13的计算机15。监测装置12监测从患者1的表面反射的光场2。为区分光场2和场景中的其它照明源，监测装置12包括至少一滤光器14，配置成选择性地透射至少一特定波长的光。用监测装置12监测的光场2由处理单元13处理以至少部分基于监测的光场2确定放射治疗相对于患者1的辐射入射。

在使用时，摄像机获得发射到躺在治疗诊察台103上的患者1上的光场2的视频图像。这些视频图像经接线传给计算机15。处理单元13处理患者1的视频图像以确定患者1上的辐射入射。

除了监测发射到患者1的表面上的光场2之外，监测装置12还设置成监测放射治疗设备101和/或治疗诊察台103的位置和定向以确定由放射治疗设备101发射的辐射束110相对于患者1的定向。例如，这可通过监测放射治疗设备101的表面上的多个标记(未示出)的位置而实现。

所监测的光场2在患者1的表面上的投影可与基于放射治疗计划的预先确定的辐射入射比较。如果所监测的光场2和预期的辐射入射不匹配，这可表明在设置上有误差，可阻止例如暂停治疗。作为替代或者另外，可触发警报。

例如，在放射治疗之前的患者初始设置期间，基于监测到的光场2和随即确定的放射治疗相对于患者1的辐射入射，进行准备进行和/或正在经历放射治疗的患者1尤其是保持患者的治疗诊察台103的定位或者触发定位。可确定将实际情形与预先确定的辐射入射对准所需要的定位指令并发送给治疗诊察台103。随后，在治疗期间，可识别与初始设置的任何偏差，如果该偏差大于阈值，计算机15向治疗诊察台103和/或放射治疗设备101发送相对于辐射束110重新定位患者1的指令，或者例如使得治疗停止，直到患者1能被重新定位为止。

当由对应的过程适当代替时，上面描述的、“具体实施方式”中详细描述的及权利要求中限定的装置的结构特征可与本发明方法的步骤结合。

除非明确指出，在此所用的单数形式“一”、“该”的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。

应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。

因而，本发明的保护范围应根据权利要求进行判断。

Claims (15)

1.用于监测准备进行和/或正在经历辐射递送的对象上的辐射入射的方法，所述方法包括：

-将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上，所述光场至少实质上对应于辐射递送的辐射入射；

-监测从所述对象的表面反射的光场；及

-处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射包括根据确定的辐射递送计划相对于预先确定的辐射入射确定辐射递送的辐射入射。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

-在确定的辐射递送的辐射入射与从辐射递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时触发警报。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法还包括：

-在确定的辐射递送的辐射入射与从辐射递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时，阻止辐照对象或触发对象辐照的阻止。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其中，所述方法还包括：

-基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射，定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象尤其是保持该对象的诊察台或者触发所述对象尤其是所述诊察台的定位。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其中，所述方法还包括：

-基于确定的辐射递送相对于对象辐射入射定位用于辐照对象的放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架或者触发所述放射治疗设备尤其是其门架的定位。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象和/或用于辐照该对象的放射治疗设备或者触发所述对象和/或所述放射治疗设备的定位反复地进行。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其中，确定辐射递送相对于对象的辐射入射包括确定至少一辐射束相对于对象的位置、定向和/或形状。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括：

-基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射调整至少一辐射束的位置、定向、大小和/或形状或者触发所述至少一辐射束的调整。

10.用于与放射治疗设备一起使用来监测准备进行和/或正在经历辐射递送的对象上的辐射入射尤其是用于执行根据前面任一权利要求所述的方法的监测系统，所述监测系统包括：

-至少一光场发射装置，配置成将光场发射到准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的表面上，所述光场至少实质上对应于辐射递送的辐射入射；

-至少一监测装置，配置成监测从所述对象的表面反射的光场；及

-至少一处理单元，配置成处理监测到的光场以至少部分基于监测到的光场确定辐射递送相对于所述对象的辐射入射。

11.根据权利要求10所述的监测系统，其中，所述至少一监测装置包括：

-至少一配置成选择性地透射光的滤光器。

12.一种放射治疗系统，包括：

-至少一可操作以便用辐射辐照一对象的放射治疗设备；及

-至少一根据权利要求10或11所述的监测系统。

13.根据权利要求12所述的放射治疗系统，其中，在确定的辐射递送相对于对象的辐射入射与从辐射递送计划确定的、预先确定的辐射入射相差大于阈值量时，所述放射治疗设备可操作以触发警报和/或阻止辐照对象或触发对象辐照的阻止。

14.根据权利要求12或13所述的放射治疗系统，其中，所述放射治疗系统还包括：

-用于相对于放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架定位准备进行和/或正在经历辐射递送的对象的诊察台，

其中所述诊察台和/或放射治疗设备尤其是放射治疗设备的门架配置成根据确定的辐射递送相对于对象辐射入射改变位置和/或定向。

15.根据权利要求12-14任一所述的放射治疗系统，其中，所述放射治疗设备配置成基于确定的辐射递送相对于对象的辐射入射调整至少一辐射束的位置、定向和/或形状。