KR20010072303A - 방사선 치료용 방출 수정 시스템 - Google Patents

방사선 치료용 방출 수정 시스템 Download PDF

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KR20010072303A
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에드워드 이. 피챠드
구스타보 에이치. 올리베라
폴 제이. 렉베르트
토마스 알. 맥키
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리차드 에이취 리저
위스콘신 얼럼나이 리서어치 화운데이션
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Abstract

방사선치료 제어, 치료 시노그램이 직접 수정되어 생리학적 및 기타 활동에 기인하는 환자 또는 환자 부위의 움직임을 실시간으로 정정한다. 환자 부위의 치료를 나타내는 미리 계산된 부분 시노그램이 집합되어 종래 계획 소프트웨어로부터의 지연 없이 전체 환자에 대한 치료 시노그램을 획득한다. 부분 시노그램이 대응 부위의 표현으로 수정되고, 실제 환자의 특정 치수에 일치되도록 조작된다. 이렇게 구성된 시노그램은 직접 사용될 수 있고, 또는 반복적 최적화의 출발점이 될 수도 있다.

Description

방사선 치료용 방출 수정 시스템{DELIVERY MODIFICATION SYSTEM FOR RADIATION THERAPY}
방사선 치료용 의료 설비는 고에너지 방사선으로 종양 조직을 치료한다. 그러한 방사선으로는 X선 또는 가속된 전자, 양성자, 중성자 기타 무거운 이온일 수 있다. 방사선의 양 및 그 위치는 정확하게 제어되어, 종양이 충분히 방사선을 흡수하여 파괴되도록 하며, 주위의 비종양 조직의 손상을 최소화하여야 한다.
환자에 대해 선량을 제어하는 정확도 높은 하나의 방법은 강도 및/또는 에너지가 독립적으로 제어되는 많은 개별적 선들을 발생시키는 방사선원(radiation source)을 채용한다. 이것은 각각 하나의 선을 제어하는 일련의 셔터(shutter) 또는 환자를 횡단하여 진행하는 단일 변조된 선에 의해 수행된다. 선들의 원천은 선들의 평면내에서 환자를 선회시킴으로써, 궤도가 평면일 때는 환자의 하나의 슬라이스(slice)를 조명하고, 궤도가 나선형일 때는 환자의 여러 슬라이스를 조명한다. 상이한 각에서 선 강도 및/또는 에너지를 적절히 선택함으로써, 슬라이스내의 복잡한 영역이 정확히 방사선으로 치료될 수 있다. 각각의 빔을 각도의 함수로 변조하는 맵핑(mapping)은 "치료용 시노그램(sinogram)"을 형성한다.
1994. 5. 31.자로 공개되고 본 출원과 동일한 양수인에게 양도되었으며 여기에 참고자료로서 포함되어 있는 미국특허 제5,317,616호는 필요한 빔 강도 및/또는 에너지를 각도의 함수로 연산하는 하나의 장치의 구성 및 방법을 설명하고 있다.
그러한 방사선 치료 시스템에 의하여 제공되는 선량 위치의 개선된 정확도를 이용하기 위하여, 방사선 치료 계획은 환자의 CT(computed tomography) 이미지에 기초하고 있다. 종래 기술에서 공지인 바와 같이, CT 이미지는 환자에 대하여 상이한 각도에서 얻어진 많은 투사 이미지를 수학적으로 재구성하여 얻어진다. 통상적인 팬(fan) 빔 CT의 획득에 있어서, 팬 빔의 원천은 환자를 팬의 평면내에서 선회시켜서 환자의 슬라이스를 조명하는 데, 팬 빔의 각 선의 감쇠가 그 각도의 함수로 측정되어 투사도를 얻는다. 따라서, CT 획득의 기하학적 원리는 방사선 치료의 기하학적 원리와 매우 유사하다.
각각의 CT 투사도는 환자의 "슬라이스(slice)"에 의한 팬 빔의 감쇠를 나타내는 1차원 선상의 이미지를 형성한다. 더불어, 이러한 각각의 각도형에서의 선상의 이미지는 걸러진 배경 투사도(filered back projection)를 2차원적 X선 단층 이미지로 분리하는 공지의 알고리즘을 사용하여 재구성될 수 있는 "감쇠 시노그램"을 형성한다. 그 자체로는 인식될 수 없는 단층 사진의 데이터는 일반적으로는 사용자에 의해 이용되거나 접근될 수 없다.
CT 이미지를 사용함으로써, 방사선의사는 종양 영역을 보고, 종양 처리에 사용될 (종양의 이미지에 대해 동정된) 빔의 각도 및 강도 및/또는 에너지를 결정한다. 자동화 시스템에서, 의사가 종양 영역을 동정하는 선량 맵(dose map) 및 치료 영역에 대한 선량의 상한 및 하한을 설정한 뒤에, 컴퓨터 프로그램이 이 각도 및 강도 및/에너지를 선택한다.
선량 맵에 기초한 치료 계획을 준비하는 것은 현재의 고속 컴퓨터에 있어서도 시간이 소모되는 일이다. 따라서, 환자의 CT 이미지는 방사선 치료 시간 전에 획득된다. 결국, 환자는 통상 방사선 치료 동안에 CT 촬영 동안에 있던 위치와 같은 위치에 있지 않는다. 환자를 적절히 위치시키는 문제는 치료가 시간에 따라 여러 번 이루어질 때 가중된다.
본 출원과 동일한 양수인에게 양도된 미국특허 제5,673,300호는 방사선 치료 직전에 제 2의 CT 이미지를 획득하여 그 CT 이미지의 시노그램을 방사선 치료 계획에 사용된 원래 CT 이미지의 시노그램과 비교하여 환자의 움직임을 결정하는 방법을 개시하고 있다. 이러한 비교는 방사선 치료 장치의 제어에 사용되는 치료 시노그램에 직접적으로 적용될 수 있는 환자의 움직임에 대한 지표를 산출한다. 본 발명은 CT 이미지 및 방사선 치료의 치료 시노그램의 감쇠 시노그램 사이의 밀접한 유사성을 인식함으로써, 치료 시노그램에 대해 환자의 오기록을 검출 및 정정하는 것을 지극히 단순화하였다.
본 발명은 종양 등의 치료를 위한 방사선 치료기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치료 부위의 형상의 움직임 또는 변화를 고려하여 신속하게 방사선 치료 계획을 수정하기 위한 전산화된 방법에 관한 것이다.
도 1은 방사선 투사 사진을 획득하고 고에너지 방사선 치료 빔을 발생시키는 방사선 치료 시스템의 단면 사시도 및 상부의 환자를 지지하는 환자용 테이블이다.
도 2는 각 투사방향의 수직축에서 나타낸 치수 t에 따른 감쇠 A를 가진 2개의 θ각에서 취해진 대상의 선상 투사도를 나타내는 환자와 같은 대상의 슬라이스의 단순 개략도이다.
도 3은 θ각의 360도에 대해 농담으로 나타낸 투사 감쇠를 가진 도 2에서 취해진 것과 같은 여러 선상 투사도로 형성된 시노그램이다.
도 4는 나선형이고 층상(slice-by-slice)으로 스캔(scan)하는 경로를 나타내는 스캔될 단순화된 대상의 사시도이다.
도 5는 층상으로 스캔되어 얻어진 도 4의 대상의 시노그램이다.
도 6은 나선형 스캔으로 얻어진 도 4의 대상의 시노그램이다.
도 7은 동일한 또는 상이한 장치로부터 얻어진 컴퓨터 단층 사진 스캔으로부터 방사선 치료 장치를 제어하는 데 사용될 치료 시노그램을 준비하는 단계를 나타내는 블록도 및 흐름도의 결합이다.
도 8a 및 도 8b는 각각의 평행한 빔 및 팬 빔 시스템내에서 구조체의 이동의 효과를 나타내는 도 2에 유사한 그림이다.
도 9는 팬 시노그램을 평행한 구성으로 재저장하는 것에 관련한 팬 빔내의움직임을 정정하는 제 1 방법의 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 평행 빔 구성으로 재저장하지 않고 치료 시노그램을 스케일하고 이동시키는 직접적인 수학적 조작에 관련한 팬 빔내의 움직임을 정정하는 제 2 방법의 단계를 나타내는 도 9에 유사한 흐름도이다.
도 11은 도 8a 및 도 8b의 병진운동에 대조적으로 대상의 내부 팽창의 효과를 나타내는 도 2, 도 8a 및 도 8b에 유사한 도면이다.
도 12는 본 발명에 의해 채용된 실시간 움직임 정정 요소 및 미리 계산된 부분 시노그램으로부터의 치료 시노그램의 구성을 나타내는 도 7에 유사한 도면이다.
본 발명자는 치료 시노그램을 직접적으로 수정하는 상기 기술이 선량 맵을 치료 시노그램으로 전환하는 시간 소모적인 해석을 무시함으로써 환자의 움직임을실시간 정정하는 것을 가능하게 한다는 것을 인식하였다. 그러한 정정은 동시적 단층 사진 촬영 또는 생리학적 움직임을 측정하는 데 사용되는 공지의 변환기로부터 실시간 움직임을 추론할 수 있다. "팬 빔(fan beam)" 시노그램을 정정하기 위한 개선된 방법은 이러한 시노그램의 사용을 직접적으로 용이하게 한다.
또한, 본 발명자는 움직임을 아래 구조체내로 적응시키도록 시노그램을 조작하는 능력이, 환자의 표준 요소에 대한 치료를 나타내는 미리 계산된 부분 시노그램들을 결합함으로써 치료 시노그램을 발생시키는 신규한 방법을 가능하게 한다는 것을 인식하였다. 이러한 표준 요소는 환자의 특정 조직과 상기에 따라 수정된 부분 시노그램을 일치시키도록 이동될 수 있다. 그 후, 부분 시노그램은 결합되어 직접 사용되거나 반복적 치료 계획 소프트웨어를 위한 시작부가 될 수 있다.
특히, 본 발명은 방사선 치료기를 동작시키는 방법을 제공하고, 상기 기기는 방사선 빔 축에 따라 분리된 개별적으로 강도 및/또는 에너지가 변조된 방사선의 방사선 빔을 제공하며, 상기 방사선 빔 축은 환자 주위의 각도 범위에 위치될 수 있다. 치료 시노그램이 수용되어 최초의 위치에 있는 환자에 대하여, 방사선 빔의 주어진 각에 대하여 상이한 강도 및/또는 에너지의 선을 횡렬로 제공하고, 빔 축의 상이한 각에 대하여 주어진 강도 및/또는 에너지의 선을 종렬로 제공한다. 방사선 치료 동안에, 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동된 환자의 움직임을 지시하는 데이터가 또한 수용되고, 치료 시노그램의 각각의 주어진 빔 축의 각에 대해, 치료 시노그램의 대응 횡렬이 지시된 움직임에 따라 변경된다.
따라서, 본 발명의 목적은 환자 위치 에러뿐만 아니라 심폐 운동에 의한 생리학적 움직임을 정정하는 실시간 정정을 가능하게 하는 것이다. 치료 시노그램에 대한 직접적 조작은 그러한 실시간 제어를 가능하게 한다.
치료 시노그램의 준비와 동시에 얻어진 환자의 단층 사진 이미지를 방사선 치료 동안에 얻어진 환자의 관측된 단층 사진 이미지와 비교함으로써 움직임이 측정될 수 있다. 또한, 환자의 움직임은 호흡 또는 심박동과 같은 생리학적 신호를 입력 데이터로 수용하는 모델에 의해 결정될 수 있고, 또한 외부적 표준의 지표가 측정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 방사선 치료 장치내에서 실시간에 기초하여 환자의 움직임을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
치료 시노그램의 수정은 주어진 빔 축에 수직인 환자의 움직임의 성분에 따라 치료 시노그램의 대응 횡렬을 이동시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은 실시간으로 수행될 수 있는 것과 같이 치료 시노그램에 대해 지극히 단순한 조작법을 제공하는 것이다.
치료 시노그램의 수정은 치료 시노그램의 대응 횡렬을 주어진 빔 축에 평행한 환자의 움직임의 성분에 따라 정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은 고능률 팬 빔 방사선 치료기의 기하배열을 어드레스(address)하는 치료 시노그램의 더욱 정밀한 수정을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 부분 시노그램의 라이브러리(library)를 준비하고자 하며, 각각의 부분 시노그램은 제 1 모드에 있는 환자 요소에 대해 방사선 빔 축의 주어진 각도에서 시노그램 횡렬로 상이한 강도 및/또는 에너지 선을 제공한다. 환자요소의 표현 세트는 제 2 모드에서 결합하여 정렬됨으로써 환자가 요구하는 주어진 방사선 치료를 모델화 한다. 제 1 및 제 2 모드 사이의 환자 요소들의 변화는 변경 데이터에 의하여 포착된다. 이러한 변경 데이터는 변경 데이터에 따라 환자 각각의 환자 요소의 부분 시노그램을 수정하는 데 사용될 수 있고, 부분 시노그램은 환자의 치료 시노그램을 산출하기 위하여 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은, 광범위한 치료 계획 조작이 필요 없이 단순히 결합될 수 있는 주형 시노그램을 준비하기 위하여 치료 시노그램을 직접 수정하는 능력을 이용하는 것이다. 변경 데이터는 환자 요소의 위치 또는 치수의 변화를 지시할 수 있고, 후자는 단순한 기하적 형상 또는 특정 기관을 모델화 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또다른 목적은 개략적인 치료 시노그램의 조립을 허용하기에 충분한 환자 요소의 유한한 라이브러리를 제공하는 것이다.
따라서, 구성된 치료 시노그램은 선량 맵에 더욱 일치되도록 추가로 최적화되어야 한다.
본 발명의 또다른 목적은 치료 시노그램의 준비에 필요한 반복회수 및 나아가 시간을 줄이는 것과 같이 선량의 최적화에 진보된 출발점(starting point)을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 기타 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 상세한 설명에서, 명세서의 일부를 이루고 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 도시된 첨부도면을 참조한다. 그러한 실시예는 본 발명의 전체 범주를반드시 나타낼 필요는 없다. 그러나, 본 발명의 범주를 해석하기 위하여 여기의 청구항을 참조하여야 한다.
방사선 치료 장치
도 1을 참조하면, 본 발명의 사용에 적합한 방사선 치료기(10)는 캔티레버식(cantilevered) 상부(14)를 구비한 방사선 투과 테이블(12)을 포함한다. 테이블 상부(14)는 직교좌표계(22)의 z축을 따라 연장한 트랙(16)을 따라 테이블(12)이 이동되어 방사선 치료기(10)의 환상 하우징(20)의 구멍(bore)(18)으로 수용된다.
또한, 테이블(12)은 내부 트랙 에셈블리 및 승강기(미도시)를 포함하여 상부(14)를 (직교좌표계(22)에서 x축으로 지정된) 측면 평면 위치 및 (직교좌표계(22)에서 y축으로 지정된) 수직으로 조정하는 것을 가능하게 한다. x 및 y 방향으로의 움직임은 구멍(18)의 직경에 의해 제한을 받는다.
회전 받침대(24)는 구멍(18)과 동축이면서 하우징(20)내에 위치하여X선원(26) 및 고에너지 방사선원(28)을 그 내면에 지지한다. X선원(26)은 보통의 회전 양극 X선 튜브일 수 있으며, 반면에 방사선원(28)은 해당 기술분야에서 알려진 바와 같이 X선, 가속된 전자, 양성자 또는 중이온을 발생시키는 것을 포함하는 치료 방사선의 원천일 수 있다. X선원(26) 및 방사선원(28)은 테이블 상부(14)가 구멍(18)내에 위치될 때, 환자용 테이블(12)의 상부 근처의 회전 중심(64) 주위로 받침대(24)와 함께 회전한다.
X선원(26)이 조준되어 테이블 상부(14)가 구멍(18) 내에 위치될 때, 보통 x-y 평면내에 있으며 구멍(18)을 가로질러 테이블 상부(14)를 횡단하는 팬 빔(30)을 발생시킨다. 팬 빔(30)은 받침대(24)의 위치에 의하여 각도가 제어되는 중심축(31) 주위로 분기한다. 그러므로, 축(31)은 투사 축으로 명명될 것이다.
테이블 상부(14)를 퇴출시킨 후, 팬 빔(30)은 방사선원(28)으로부터 직경방향으로 횡단하여 위치한 선형 배열 검출기(32)에 수용된다. 따라서, 회전 받침대(24)는 테이블 상부상의 환자에 대한 팬 빔 방사선 사진 투사가 환자 주위의 다양한 각도 θ에서 획득 가능하도록 한다.
방사선원(28)이 장착되어 팬 빔(30)에 유사한 고에너지 방사선의 팬 빔(34)을 투사하고, 우각(right angle)에서 팬 빔(30)을 교차시켜 타측의 받침대(24)에서 방사선 검출기 및 스톱(stop)(36)에 의해 수용되도록 한다. 또한, 스톱은 검출기로 대체되어 환자의 움직임을 추론하는 검출기(32)에 대안을 제시한다. 고에너지 방사선(34)의 팬 빔은 빔내에 중심되고 투사 축(31)에 수직인 방사선 축 주위로 분기한다.
방사선원(28)은 전단에 장착된 시준기(38)를 구비하여 고에너지 방사선(34)의 빔을 에너지 및/또는 플루언스가 개별적으로 제어되는 복수의 인접한 선들로 분기시킨다. 여기에 사용된 바와 같이, 선들의 에너지 및/또는 플루언스의 제어는 개별적 X선 광자들(또는 전자, 양성자 또는 중이온을 사용하는 방사선 치료의 경우에 입자들)의 에너지뿐만 아니라 대체적으로 또는 부가적으로 플루언스, 플루언스속도 및 노출시간의 함수와 같은 광자 또는 입자의 총수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 입자를 사용하는 방사선 치료의 경우에, 입자의 에너지, 플루언스 및 플루언스 속도는 하기 설명에서 분명하듯이 본 발명에 의해 수정될 수 있는 시노그램을 이용하여 제어될 수 있다.
플루언스 제어형에 적합한 시준기가 본 출원의 양수인에게 양도되고 참고내용으로 여기에 포함된 미국특허 제5,317,616호에 설명되어 있다. 웨지(wedge) 필터를 사용하는 이러한 시준기의 단순 수정은 입자 에너지 제어에 사용될 수 있다. 또한, 단일 빔 스캔 시스템(a scanning single beam system)이 사용될 수 있고, 또는 개별적으로 변조된 선들의 세트를 제공하는 기타 시스템이 사용될 수 있다. 방사선원(28) 및 X선원(26)의 위치가 정확히 특정되어 방사선원(28)으로부터 얻어진 이미지가 방사선원(28)을 조준하기 위하여 사용될 수 있을 것이다.
디스플레이 스크린(42) 및 사용자 엔트리(entry) 마우스 및 키보드(44)를 구비한 해당 기술분야에서 공지인 컴퓨터(40)가 방사선 치료기(10)에 접속되어 테이블(12)의 움직임을 제어하고, 방사선원(28) 및 X선원(26)과 함께 받침대(24)의 동작을 동기화하며, 해당 기술분야에서 공지인 방법에 따라 환자를 스캔하는 동안 선형 배열 검출기(32)로부터 데이터를 수집한다.
CT 및 방사선 치료 시노그램
도 2를 참조하면, x-y평면을 따라 취해진 환자의 슬라이스(50)는 넓은 영역(52)내에 2개의 영역(54)을 포함한다. 슬라이스(50)를 통과하여 빔 축(31)을 따라 진행하는 방사선은 (수직 또는 전면/후면 각("AP")에서) (CT를 위해) 빔 축(31)에 수직인 단일 선을 따라 슬라이스(50)를 통과하여 진행하는 X선의 감쇠를 기록하는 투사도(56)를 생성하고, 또는 (방사선 치료를 위해) 상이한 영역(52) 및 영역(54)에 대응하는 빔의 상이한 에너지 및/또는 강도의 방사선 치료 투사도를 제공한다. 어떠한 경우이든, 투사 축에 수직인 것을 따른 거리는 t로 지정된다. 영역(54)은 수직축에서 분리되어 결정되고 그리하여 2개의 피크(58)(감쇠 또는 방사선 에너지 및/또는 강도)가 투사도(56)내에 존재한다.
수직으로부터 각도 θ에 있는 투사 축(31')에 따른 제 2 투사도에서는 대조적으로, 영역(54)이 정렬되어 투사도(56')가 단일 피크(58')를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 360도에 걸친 상이한 각도 θ에서의 투사도가 결합되어 데이터의 매트릭스(matrix)로 컴퓨터에 일시적으로 저장되는 시노그램(60)을 형성한다. 설명되었듯이, 데이터의 매트릭스는 투사도에 따라 상이한 각도 θ를 나타내는 각각의 횡렬 및 상이한 거리 t를 나타내는 각각의 종렬과 정렬된다. CT 감쇠 시노그램에 대하여, 매트릭스의 각각의 성분은 감쇠 값이다. 방사선 치료 시노그램에 대하여, 매트릭스의 각각의 성분은 치료 빔내의 하나의 선의 에너지 및/또는 플루언스이다. 그 값들은 컴퓨터 내에 수치값으로 저장될 것이고 농담의 곡선(62)으로 나타난다.
시노그램(60)의 형태는 일반적으로 중첩된 사인곡선(62)(그러므로 그 이름)이고, 각 곡선(62)은 상이한 각도 θ에서 투사도가 취해질 때, 받침대의 회전(64) 중심 주위의 궤도내에서의 영역(54)의 가시적 움직임의 결과로 360도의 θ로 기본 주기를 갖는다. 일반적으로, 받침대의 회전(64) 축을 향한 영역(54)은 작은 진폭의 사인곡선을 그리고 반면에, 회전(64) 중심으로부터 멀어지는 영역(54)은 큰 진폭의 사인곡선을 그린다. 사인곡선의 위상은 θ=0인 최초 투사도에 대한 영역(54)의 초기 위치에 의존한다.
통상의 CT 획득에서, 감쇠 시노그램은 슬라이스(50)의 단층 사진 이미지로 재구성된다. 당해 기술분야에서 주지된 바와 같이, 이미지된 슬라이스(50)의 최대 단면의 폭에 걸치는 t값과 360도에 걸친 θ값을 가지는 감쇠 시노그램은 예를 들어, 걸러진 배경 투사 기법을 통하여 슬라이스의 단층 사진 이미지를 재구성하기에 충분하다.
방사선 치료에서, 치료 시노그램은 환자를 통하여 전송되는 고에너지 방사선(34)의 팬 빔의 인접 선들의 에너지 및/또는 플루언스를 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 영역(54)이 종양이라면, 방사선 치료 계획이 일반적으로 곡선(62)에 잘 일치됨으로써 영역(54)에는 고축적 선량을 발생시키면서 다른 곳은 낮게 발생시키도록 여러 상이한 각도 θ에서 영역(54)에서 교차하는 고강도 방사선의 빔을 발생시킨다.
도 1을 다시 참조하면, 시노그램(60)으로부터 발생된 단층 사진 이미지는 그단층 사진 이미지와 관련하여 방사선 치료 계획을 정확히 수립하는 데 사용된다. 1995. 6. 7.자로 출원되고 여기에 참고내용으로 포함되어 있는 미국특허출원 제08/477,055호는 단층 사진 이미지에 기초한 시노그램(60)의 형태로 치료 계획을 산출하는 관련 방법을 일반적으로 설명하고 있다.
도 4를 참조하면, 층상(slice-by-slice) 단층 사진 획득에서 또는 층상 방사선 치료에서, 이미지된 대상(51)은 z축을 따라 분리된 복수의 슬라이스(70)로 분할되고, 투사도 및 방사선 치료의 획득은 화살표(72)로 지시된 이미지된 대상(51) 주위로 회전하는 단일 평면에 억제된 빔 축(31)에 의해 수득된다. 360도 회전의 결과로, 대상은 다음 슬라이스가 빔 축(31)에 정렬될 때까지 테이블(12)의 움직임에 의해 z축을 따라 움직인다.
"나선형 스캔"로 명명되는 대체적 획득 또는 치료 방법에서, 투사 축은 테이블(12)이 각도 θ의 변화와 함께 z축으로 약간씩 증가하는 이미지된 대상(51)을 통과하는 나선형 경로를 따른다.
상기 층상 방법에서, 일련의 시노그램(60')이 사용되고 (감쇠 또는 치료), 각각은 도 3에 설명된 것에 일치하며, 통상 360도의 받침대 움직임을 포함한다. 상이한 슬라이스(70)은 상이한 연속 시노그램(60')을 산출하고 각각은 상이하지만 일정한 z값을 갖는다.
대조적으로, 나선형 획득은 시노그램(60")의 각 횡렬이 θ 및 z내에서 상이한 증분을 나타내는 시노그램(60")을 산출한다.
도 4에 도시된 실시예에서, 영역(54)은 최초의 2개의 슬라이스를 통하여만연장한다. 그러므로, 도 5에서 단지 최초의 2개 시노그램(60')만 영역(54)에 관련한 사인곡선(62)을 나타낸다. 마찬가지로, 도 6의 나선형으로 획득된 시노그램(60")에서 단지 최초 720도의 시노그램만 사인곡선(62)을 나타낸다.
치료 계획 방법
도 7을 참조하면, 방사선 치료 장치(10) 또는 독립적 CT 장치(미도시)가 환자(43)에 대한 감쇠 시노그램(41) 형태의 단층 사진 자료를 획득하는 데 사용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 감쇠 시노그램(41)은 일반적으로 주어진 투사각도 θ에서의 상이한 선들에서 검출기(32)에 의해 수용된 한 세트의 감쇠 측정값 A(t)를 포함하는 (여기서 수직으로 도시된)횡렬을 제공한다.
감쇠 시노그램(41)이 주지의 걸러진 배경 투사 알고리즘을 사용하는 것과 같은 단층 사진 재구성기(45)에 의해 수용되어 환자(43)의 슬라이스를 묘사하는 평면 단층 사진 이미지(46)를 제공한다. 이것 및 다음의 단계들은 컴퓨터(40)에서 수행될 것이다.
평면 단층 사진 이미지(46)는 선량 맵 에디터(48)에 제공되고, 상기 에디터는 의사에 의해 선량 맵(55)이 준비되는 배경을 제공한다. 선량 맵(55)은 환자(43)의 슬라이스내의 영역에서 원하는 선량을 묘사한다.
바람직한 실시예에서, 선량 맵(55)은 선량 맵 에디터(48)에 의해 수용된 키보드 또는 커서(cursor) 제어 장치로부터의 편집 명령(53)과의 상호작용적으로 준비된다.
선량 맵(55)은 선량 맵(55)의 원하는 선량을 산출하는 상이한 각도 θ로 방사선원(28)으로부터 유출된 복수의 방사선 빔의 에너지 및/또는 플루언스를 기술하는 치료 시노그램을 준비하는 데 사용된다. 치료 시노그램(57)은 일반적으로 빔내의 상이한 선 t에 대한 빔 에너지 및/또는 플루언스를 나타내는 함수 I(t)의 값을 제공하는 (여기서는 수직으로 도시된)횡렬 및 상이한 빔 각도 θ에 대한 빔 에너지 및/또는 플루언스를 나타내는 I(t)의 값을 나타내는 (여기서는 수평으로 도시된)종렬과 정렬된다.
일반적으로 선량 맵(55)을 치료 시노그램으로 변환하는 방법은 계획 소프트웨어(59)에 의해 반복적 최적화로서 수행된다. 계획 소프트웨어(59)는 선량 계산기(61)에 제공되는 시험적 시노그램(101)을 산출하고, 상기 계산기는 시험적 시노그램에 의해 산출된 선량을 결정하며 그것을 비교 노드(node)(102)에 의해 지시된 원하는 선량과 비교한다. 시험적 시노그램에 의해 제공된 선량 및 선량 맵(55) 사이의 편차 지시를 수용하는 계획 소프트웨어(59)는 그 편차에 따라 시험적 시노그램(101)의 빔 에너지 및/또는 플루언스를 수정하고, 상기 방법은 치료 시노그램(57)이 얻어질 때까지 반복된다. 그 후, 치료 시노그램(57)은 환자(43)의 치료를 위해 시준기(38)를 제어하도록 제공된다.
치료 시노그램을 사용하는 실제의 방사선 치료를 수행하는 데 요구되는 시간 때문에, 호흡 및 기타 원인에 의해 유발된 환자의 움직임이 불가피하다. 이러한 움직임이 측정될 수 있으나, 움직임을 반영하는 선량 맵(55)의 변경 및 치료 시노그램(57)을 재계산하는 데 요구되는 시간이 너무 길어서 실질적으로 순간적인 환자의 움직임을 고려할 수는 없다. 본 발명은 고속 컴퓨터로 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 미국특허 제5,673,300호에 일반적으로 설명된 전치료 환자 위치 정정 기술이 치료 과정 자체 동안에 움직임을 정정하는 데 사용될 수 있다는 것을 인식하였다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 제 1 위치(63)로부터 제 2 위치(63')로 Δr만큼 이동된 환자(43) 또는 환자(43) 부위의 상대적인 움직임은 I(t)를 I(t+Δr ㅗ )로 수정하는 시노그램의 횡렬을 이동시키는 것을 요구하며, 상기 Δr ㅗ 은 Δr에 시노그램의 횡렬에 대한 빔 각도 θ 및 Δr의 각도 사이의 차이 φ를 곱한 것에 비례하는 값이다. 이러한 정정은 오로지 고에너지 방사선(34)의 각각의 선들이 평행한(도 8a에 도시된) 평행 선 시스템에 대하여만 충분하며, 팬 선 시스템에 요구되는 정정의 일부에 불과하고, 상기 고에너지 방사선(34)의 각각의 선들은 도 8b에 도시된 바와 같이 공통 원천으로부터 빔 축 주위로 분기한다.
본 발명자는 팬 빔내에서의 선들의 분기는 이상적으로 보상되어야 하는 확대효과(magnification effect)를 유발한다는 것을 인식하였다. 이제 도 8b를 참조하면, 위치(63)로부터 위치(63')로의 대상의 Δr만큼의 임의적 움직임은 시노그램 횡렬 I(t)의 이동뿐만 아니라 그 함수의 확대를 제공할 수 있다. 따라서, 팬 빔의 원천에 더 밀접할 뿐만 아니라 팬 빔의 원천을 가로질러 이동된 위치(63')에 있는 대상은, 고에너지 방사선(34)의 팬 빔의 원천으로 및 그로부터 이격되게 이동하여 유발되는 상대적 확대효과를 반영하는 함수 I(βt)의 스케일 및 함수 I(t+α)의 이동(shifting)을 일으킨다. α 및 β의 양은 방사선 치료기(10)의 특정 치수에 의존하며, 일반적으로 움직임의 양 및 움직임의 원천의 함수이고, 주지의 기하적 기법에 의해 결정될 수 있다. 일반적으로 스케일 및 이동은 선형함수일 필요는 없으며, 환자에 대하여 균일할 필요도 없다.
앞서 설명된 바와 같이, 치료 시노그램의 정정은 많은 방법으로 제공될 수 있다. 도 9에 도시된 제 1 실시예에서, 치료 시노그램의 횡렬 및 종렬은 동일한 방사선 형태를 제공하는 시노그램을 반영하도록 그러나 평행한 선들을 가진 장치로 재저장된다. 이러한 재저장 방법은 컴퓨터 단층 사진 기술에서 주지의 기하적 변형이고, 수학식을 사용하는 가격식(on-the-fly)으로 또는, 평행한 선 시노그램의 대응 성분으로 변환되는 팬 빔 치료 시노그램(57)의 테이블 맵핑(table mapping) 성분을 산출하도록 미리 계산됨으로써 계산된다.일반적으로, 보간법 단계가 요구됨으로써 성분들이 시노그램의 정수 선 및 빔 각도 값에 맵핑된다. 이러한 재저장은 공정 블록(81)으로 지정된다.
다음으로 각각의 빔 각도에 대한 공정 블록(83)에서, 빔 각도에 수직인 움직임 성분이 결정되어, 그 성분에 비례하는 방향으로 시노그램의 특정 횡렬을 이동시키는 데 사용된다. 빔 각도에 평행한 움직임은 평행한 선 기하구조의 결과로 무시될 수 있다.
공정 블록(84)에서, 종국적으로 이동된 평행한 선 시노그램은 공정 블록(81)에서 설명된 역공정을 사용하여 분기된 선 시노그램으로 재저장될 수 있다. 종국적 시노그램은 환자의 평행 및 수직 움직임에 대하여 정정이 되어질 것이다.
또한 도 10에 도시된 바와 같이, 수직 빔 각도와 관련한 치료 시노그램의 각횡렬에 대하여, 움직임 Δr의 수직 성분 Δr ㅗ 은 공정 블록(86)에 의하여 지시된 바와 같이 결정된다. 그 후, 공정 블록(88)에서, 횡렬은 이 성분 및 팬 빔의 분기된 선들에 기인한 확대에 비례하여 이동될 수 있다. 다음, 공정 블록(90)에서, 각도 θ에 있는 빔 축에 대하여 움직임의 수평 성분 Δr ∥ 이 결정되고, 공정 블록(92)에서 횡렬이 적절하게 스케일된다. 결국, 공정 블록(94)에서, 스케일되고 이동된 횡렬이 다시 샘플로 되어 치료 시노그램(57)내에 허용되는 정수 값에 적합해진다.
움직임의 수직 성분 Δr ㅗ 및 움직임의 평행 성분 Δr ∥ 은 팬 빔의 평면내에 놓여진 x-y 좌표계내의 Δx 및 Δy의 임의의 변위에 대하여 다음식에 따라 유추될 수 있다:
다엽 시준기를 사용하는 팬 빔 시스템에 대하여, 일반적으로 정정된 시노그램 I(βt + α)은 시준기의 리프 사이의 틈에 놓이지 않는 불연속을 가질 것이다. 이러한 이유로, 시노그램이 다시 샘플로 되어 치료 시노그램(57)의 영역내에 적합하게 될 것이다. 보간법의 표준 방법이 이러한 다시 샘플을 만드는 과정에 사용될 수 있다. 본 발명자는 산란을 고려하지 못한 이러한 접근법에 부가적 오류가 있으나, 이러한 오류는 작고 또는 보상될 수 있다는 것을 인식하였다.
이제 도 12를 참조하면, 상기 치료 시노그램 수정 기술 또는 선행 특허 제5,673,300호에 설명된 더욱 간단한 치료 시노그램이 실시간 움직임 정정의 제공에 사용될 수 있다. 방사선 치료 장치(10')로 환자(43)를 치료하는 동안에, 정규의 단층 사진 투사 신호가 검출기(32)를 사용하여 얻어질 수 있고, 또는 메가볼트 단층 사진 투사 신호가 메가볼트 검출기(65)를 사용하여 얻어질 수 있다. 그렇게 수득된 이미지는 실시간 이미징 시노그램(67)을 제공하는 데 사용될 수 있고, 상기 시노그램은 전술한 특허에서 설명된 기술에 따라 비교 블록(83)에 의해 지시된 바와 같이 평면(planning) 감쇠 시노그램(41)에 비교되어 움직임 신호(69)를 제공한다.
일반적으로 2개의 감쇠 시노그램들(41, 67) 사이의 비교는 특정 빔 각도에서 시노그램의 횡렬들을 연관시켜 하나 이상의 수직축에서 환자 움직임을 결정한다. 더욱 일반적으로, 이러한 기술이 확장되어 환자의 움직임을 x, y 및 z와 전체 좌우요동(roll), 선두의 좌우요동(yaw) 및 상하요동(pitch)의 6개의 매개변수로 완전히 정의할 수 있다.
또한, 환자 움직임 감지기(66)가 사용되어 환자 지시 움직임으로부터 생리학적 신호를 제공할 수 있다. 단순한 경우의 감지기(66)는 호흡에 이맞는 흉부 벽 팽창을 검출하는 압력식 커프(cuff)가 될 수 있거나 또는 ECG 신호와 같은 전기 신호를 간단히 검출할 수도 있다. 따라서, 검출된 신호(71)가, 환자에 대한 단순한 수학적 모델링, 예를 들어 호흡을 일반적으로 계란형 흉부 벽의 팽창으로 모델링 하는 것을 사용하거나, 신호 사이클의 상이한 위상을 환자 또는 환자(43)의 내부구조의 위치 또는 방향의 변화를 지시하는 표준 환자의 측정된 단층 사진 이미지에 맞춤으로써 환자내의 내부 변화에 신호 사이클을 관련시키는 수학적 모델(73)에 제공될 수 있다. 환자 움직임 감지기는 또한 선택적일 수 있는 데, 레이저 등에 의해 선택적으로 검출된 외부 표준 지표를 사용하거나, 또는 MRI(magnetic resonance imaging)와 같은 기타 이미징 시스템으로부터의 신호를 채용할 수 있고, 또는 가상 현실 헤드폰(virtual reality headset) 등과 같은 데서 공지인 레이오 또는 광의 전송기 및 수신기를 사용하는 것과 같은 주지의 위치/배향 결정 기술을 채용하여 환자에 붙은 정착물의 위치를 파악하도록 제공될 수 있다.
어떤 원인으로부터 수신된 이러한 신호(69)가 상기 해석을 수행하는 고속 컴퓨터 프로세서에서 소프트웨어로서 수행되는 시노그램 조작 프로그램에 제공될 수 있고, 입력자료는 ΔrΔr값 및 절대 좌표 정보를 설명한다. 따라서, 시노그램 조작 프로그램(74)은 도 7에 설명된 바와 같이 상기에서 비교된 시노그램을 수용하여 실시간에 기초하여 실제 방사선 치료를 수정하도록 실시간에 기초하여 시준기(38)로 제공될 수 있는 수정된 치료 시노그램(76)을 산출한다.
이동 및 스케일과 같은 단순한 수학적 동작을 통하여 치료 시노그램(57)을 수정하는 능력은 실시간으로 요구되는 신속한 정정을 할 수 있는 능력을 제공한다. 나아가 모델(73)이 사용되는 경우에, 수정이 미리 기대되거나 계산될 수 있고, 및/또는 복수의 수정된 치료 시노그램(76)이 미리 계산되어 요구되는 바와 같이 시준기(38)와 통신이 되도록 스위치될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 시노그램에 적용된 정정 공정은 환자내의 또는 전체환자를 포함하는 대상의 변위를 다루기만 할 필요는 없으며, 환자내의 대상의 일반적 치수 변화를 제한된 각도에 일치시킬 수 있다. 예를 들어, 모드(63)내의 대상이 팽창하여 그 구조를 연속적으로 처리하는 데 필요한 시노그램 함수 I(t)를 스케일하여 팽창의 예상되는 효과로 모드(63")내의 대상이 된다. 그러나, 도 4의 팽창과는 다르게, 이러한 경우의 유사한 팽창은 모든 빔 각도에서 발견된다. 따라서 복잡한 기관의 치수 변화는 선량 맵(55)을 재계산할 필요 없이 이러한 기술로 일치될 수 있다.
처리될 구조체의 위치 및 치수를 변경하기 위하여 치료 시노그램(57)을 수정하는 이러한 능력은 종래 계획 소프트웨어의 필요성을 회피하고 그러한 소프트웨어의 반복을 제한하여 신속하게 치료 시노그램을 구성하는 신규한 방법을 허용한다.
다시 도 12를 참조하면, 그러한 시스템은 일련의 부분 시노그램(80a 내지 80c)을 준비하고, 그 각각은 선결된 환자 요소(82a 내지 82c)에 대응되고 그러한 요소에 대한 표준 치료를 제공한다. 이러한 부분 시노그램(80a 내지 80c)이 종래 계획 소프트웨어를 사용하여 준비될 수 있고, 임의의 장시간 동안에 최적화되어, 영역, 가능하게는 기대되는 재료 및 원하는 치료 선량을 지시하는 환자 요소(82a 내지 82c)의 표현과 함께 나중의 사용을 위하여 전자적으로 접근가능한 라이브러리에 저장된다.
계획 공정 동안에, 선량 맵(48)은 환자 요소(82a 내지 82b)의 치료 영역 및 선량에 대응하는 표현을 수용하고, 그것들이 평면 단층 사진 이미지에 대한 평행 이동에 의해 그리고 팽창 및 수축에 의해 평면 단층 사진 이미지에 대하여 조작이되도록 허용한다. 이러한 조작 명령이 편집 명령(53)으로 수용되어 라인(85)을 통해 시노그램 조작 프로그램(74)에 또한 제공된다.
환자 요소(82a 내지 82c)가 조작될 때, 시노그램 조작 프로그램(74)은 위에 설명된 바와 같은 부분 시노그램(80a 내지 80c)을 수정하여 관련 환자 요소(82)의 새로운 공간 위치 및 치수에 일치시킨다. 선량 맵(55)의 생성에 사용되는 환자 요소(82a 내지 82c)에 대한 시노그램(80a 내지 80c)은 합쳐지거나 또는 그렇지 않으면 결합되어 치료 시노그램(76)을 생성한다. 결합은 대응 횡렬 및 종렬의 성분 쌍에 대하여 수행된다.
따라서, 종양 기관을 치료하기를 원하는 의사는 평균적인 사람에 기초하여 그 기관에 대한 예정된 치료를 나타내는 환자 요소(82a)를 선택할 수 있고, 방사선이 회피되어야 하는 민감한 구조를 나타내는 인접 제 2 환자 요소(82a)와 그것을 결합한다. 이러한 2개의 부위는 실제 환자의 단층 사진 이미지에 대하여 정렬된 부위에 의해 모델화 됨으로써 환자의 몸통(torso)의 표현상에 배치된다.
귀결된 치료 시노그램(76)이 직접 시준기(38)로 제공되거나 또는 앞에 설명된 바와 같이 선량 계산기(61) 및 계획 소프트웨어(59)의 반복을 사용하여 추가로 최적화하기 위하여 출발점으로 사용될 수 있다.
따라서, 환자 요소는 예정된 밀도 및 원하는 선량의 표준 기관 또는 표준 기하 형상을 나타낼 수 있다. 많은 환자의 치료는 극소수 조직의 치수 변화를 제외하면 유사할 것이라는 범위까지, 그러한 시스템은 의사로 하여금 환자를 횡단하여 증명된 방사선 치료 기술을 사용하도록 한다.
부분 시노그램(80)으로부터 치료 시노그램을 준비하는 기술은, 신호(69)에 의해 제공된 움직임 검출에 의해, 특정 기관에 해당하는 움직임이 단일, 부분 시노그램(80)으로 동정되고 치료 시노그램(57)의 기타 성분으로부터 구분될 수 있어 고립된 그 기관의 조정을 허용하는 정도까지 추가로 확대될 수 있다.
상기 설명은 본 발명의 바람직한 실시예의 하나가 되고, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 많은 변형이 되어질 수 있다는 것이 당해 기술분야의 기술자에게 인식될 수 있을 것이다. 본 발명의 범주에 속하는 다양한 실시예를 공중에게 나타내기 위하여 다음의 청구항이 작성되었다.

Claims (20)

  1. (a) 제 1 위치에 있는 환자에 대하여 방사선 빔 축의 주어진 각도에 대해 횡렬로 상이한 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하고 빔 축의 상이한 각도에 대해 주어진 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하는 횡렬 및 종렬의 선 치료 시노그램을 수용하는 단계;
    (b) 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 환자의 움직임을 지시하는 환자 이동을 전개하는 단계; 및
    (c) 선 치료 시노그램의 각각의 주어진 빔 축 각도에 대하여, 주어진 빔 축에 수직인 환자의 움직임 성분에 따라 치료 시노그램의 대응 횡렬을 이동시키고, 주어진 빔 축에 평행한 환자의 움직임 성분에 따라 선 치료 시노그램의 대응 횡렬을 스케일하는 단계를 포함하는, 환자 주위의 일정 범위의 각도에 위치될 수 있는 방사선 빔 축을 따라 진행하는 개별적으로 에너지 및/또는 플루언스가 변조된 방사선의 방사선 빔을 제공하는 방사선 치료 장치의 동작 방법으로서,
    치료 방사선의 팬 빔의 분기가 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 단계 (c)가,
    (ⅰ) 선 치료 시노그램을 방사선 빔 축 주위의 분기 축에 따라 분리되어 상호 평행한 개별적으로 에너지 및/또는 플루언스가 변조된 방사선 선을 가지는 가상의 방사선 치료 장치로 제 1 위치에 있는 환자에게 등가 치료를 제공하는 평행한선 치료 시노그램으로 재저장하는 단계;
    (ⅱ) 평행한 선 치료 시노그램의 각각의 주어진 빔 축 각도에 대하여 주어진 빔 축에 수직인 환자 움직임의 성분에 따라 치료 시노그램의 대응 횡렬을 이동시키는 단계; 및
    (ⅲ) 단계 (ⅱ)에 의해 수정된 평행한 선 치료 시노그램을 선 치료 시노그램으로 역으로 재저장하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 단계 (b)가 제 1 및 제 2 위치에서의 환자의 단층 사진 이미지를 비교함으로써 환자 이동을 전개시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 단계 (b)가 호흡 신호 및 심박동 신호로 구성된 그룹에서 선택된 생리학적 신호를 입력자료로 수용하는 환자 이동 모델에 의해 환자 이동 데이터를 전개시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 방사선 치료 장치가 고정 리프 틈을 가진 다엽 시준기에 의해 개별적으로 에너지 및/또는 플루언스가 변조된 방사선을 제공하고, 단계 (c)가 분기된 선 치료 시노그램의 수정된 횡렬을 다시 샘플로 하여 다엽 시준기의 리프 틈에 일치되게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 환자 움직임이 환자에 대한 내부 구조의 형상의 변화에 기인하여 균일하지 않고, 단계 (c)에서 주어진 빔 축에 수직인 환자의 움직임 성분 및 종국적 이동이 주어진 빔 축에 수직인 위치의 함수이며, 주어진 빔 축에 평행한 환자의 움직임의 성분 및 종국적 스케일이 주어진 빔 축에 평행한 위치의 함수로서,
    내부 기관의 팽창 및 수축이 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. (a) 제 1위치에 있는 환자에 대하여 방사선 빔 축의 주어진 각도에 대해 횡렬로 상이한 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하고 빔 축의 상이한 각도에 대해 주어진 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하는 횡렬 및 종렬의 치료 시노그램을 수용하는 단계;
    (b) 치료 시노그램을 사용하는 방사선 치료 동안에;
    (ⅰ) 제 1 위치로부터 제 2 위치로의 환자의 움직임을 지시하는 환자 이동을 검출하는 단계; 및
    (ⅱ) 검출된 환자 움직임에 따라 직접 치료 시노그램을 수정하는 단계;
    (c) 단계 (b)(ⅱ)에 의하여 수정된 치료 시노그램을 사용하는 방사선 치료를 계속하는 단계를 포함하는, 환자 주위의 일정 범위의 각도에 위치될 수 있는 방사선 빔 축을 따라 빔 축에 수직으로 이격되어 진행하는 개별적으로 에너지 및/또는 플루언스가 변조된 방사선의 방사선 빔을 제공하는 방사선 치료 장치의 동작 방법으로서,
    치료 계획의 신속한 조정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 단계 (b)(ⅰ)가 제 1 위치에 있는 환자의 단층 사진 이미지와 방사선 치료 동안에 취해진 제 2 위치에 있는 환자의 단층 사진 이미지를 비교함으로써 환자 움직임 데이터를 전개시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 단계 (b)(ⅰ)가 호흡 신호 및 심박동 신호로 구성된 그룹에서 선택된 생리학적 신호를 입력자료로 수용하는 환자 이동 모델에 의해 환자 이동 데이터를 전개시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 치료 시노그램의 수정이 치료 시노그램의 대응 횡렬을 주어진 빔 축에 수직인 환자 움직임의 성분에 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 방사선 치료 장치가 고정된 리프 틈을 갖는 다엽 시준기에 의해 개별적으로 에너지 및/또는 플루언스가 변조된 방사선을 제공하고, 치료 시노그램의 수정이 치료 시노그램의 수정된 횡렬을 다시 샘플로 하여 다엽 시준기의 리프 틈에 일치되게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 환자 위치의 변화가 환자에 대한 내부 구조의 형상의 변화에 기인하여 균일하지 않고, 치료 시노그램의 횡렬이 주어진 빔 축에 수직인 위치의 함수인 이동에 의해 수정되며,
    내부 기관의 형상 변화가 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 7항에 있어서, 단계 (b)(ⅰ)이 자기 공명 이미지, 광학 스캐너로부터 선택된 움직임 감지기를 통하여 환자 이동 데이터 및 환자에 부착된 위치 정착물을 전개시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. (a) 방사선 빔 축의 주어진 각도에 대해 횡렬로 상이한 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하고 빔 축의 상이한 각도에 대해 주어진 에너지 및/또는 플루언스의 선을 제공하는, 제 1 모드에 있는 다양한 환자 요소의 하나에 각각이 대응하는 횡렬 및 종렬의 부분 시노그램의 라이브러리를 준비하는 단계;
    (b) 환자 요소의 한 세트의 표현의 제 2 모드로의 결합을 정렬하여 방사선 치료가 요구되는 주어진 환자를 모델화하는 단계;
    (c) 환자 요소 각각에 대하여 제 1 및 제 2 모드 사이의 환자 요소의 변화를 지시하는 변경 데이터 세트를 결정하는 단계
    (d) 변경 데이터에 따라 환자 요소 세트의 각각의 부분 시노그램을 수정하는 단계; 및
    (e) 수정된 부분 시노그램을 결합하여 환자의 치료 시노그램을 제공하는 단계를 포함하는, 환자 주위의 일정 범위의 각도에 위치될 수 있는 방사선 빔 축을 따라 빔 축에 수직으로 이격되어 진행하는 개별적으로 에너지가 변조된 방사선의방사선 빔을 제공하는 방사선 치료 장치의 동작 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 변경 데이터가 환자 요소의 위치 및 치수 변화를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 단계 (d)에서 각 부분 시노그램의 각각의 주어진 빔 축 각도에 대하여, 부분 시노그램의 대응 횡렬이 주어진 빔 축에 수직인 환자 요소의 변경 성분에 따라 이동되고, 부분 시노그램의 대응 횡렬이 주어진 빔 축에 평행한 환자 요소의 변형 성분에 따라 스케일되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 단계 (c)전에 환자 요소의 정렬이 환자의 움직임을 지시하는 실시간 데이터에 의해 추가로 수정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서, 환자 요소가 단순한 기하 영역인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 14항에 있어서, 환자 요소가 환자 기관의 모델인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 14항에 있어서, 부분 시노그램이 환자에 대한 선량 맵에 따라 정렬되고,단계 (d) 및 (e) 사이에 선량 맵에 더 잘 일치되도록 치료 시노그램을 최적화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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