放疗期间的射野成像的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明设法改进放疗治疗期间的射野成像(portal imaging)的现有方法。
【背景技术】
[0002]放疗是使用诸如高能X射线的电离辐射对诸如肿瘤的病变进行的治疗。该辐射干扰肿瘤内的细胞过程并且能够导致细胞的死亡。为了不伤害健康的组织(例如与肿瘤相邻的皮肤或器官，或者为了治疗肿瘤辐射需要穿过的组织)，将定形的辐射射束从若干不同角度瞄准以在肿瘤处交叉，因此将峰值剂量递送到肿瘤区域并且向其他地方递送更低剂量。
[0003]为了允许从若干角度递送辐射，辐射源通常安装在从可旋转机架凸出的悬臂的末端。该机架具有水平的旋转轴线，并且辐射源具有其中心轴线垂直于该旋转轴线并且与该旋转轴线交叉的视场。因此，交叉点或“等中心(isocentre)”在任何时间都保持在该源的视场内，并且辐射射束的方向绕着该等中心旋转。
[0004]为了定形该辐射射束，提供了准直仪。这些准直仪通常包含一个或多个多叶片准直仪(MLC)，其通过移动许多长、窄的并排叶片中的每一个使得叶片的尖端限定预期的形状来将辐射场校准成所需的形状。在放疗之前，将通常基于放疗设备的参数和所希望的三维剂量分布计算出治疗计划，该三维剂量分布由一系列剂量片段组成，每个剂量片段由射束方向、射束形状(即具体的准直仪位置)和用量来表征。
[0005]射野图像是在被患者衰减之后通常通过在位于患者与辐射源相对的侧的底片(plate)中捕获图像而拍摄的治疗辐射的图像。因此，辐射穿过患者并且然后到达射野成像仪。虽然由于用于放疗的高能X辐射的性质，射野图像中的对比度相对差，但是该图像仍然是有用的。有可能识别患者解剖的一些特征以便确定正确的安置，辐射场的整个形状是可见的并且提供了对准直仪功能和场形状及尺寸的检查，并且衰减(即在患者之后所观测的辐射强度和向患者发射的已知辐射强度之间的差别)给出关于患者实际接收的剂量的信息。所有这些都能够与在治疗计划阶段期间期望的相比较。
[0006]射野图像最初使用端口胶片(port film)即照相底片来捕获。这些胶片将会用作场形状的记录，并且如果解剖能在该场中看到，那么它还能用于检验射束相对于患者的解剖的位置。电子射野成像装置(EPID)现在已优先于端口胶片使用一段时间了，因为它们比胶片具有更好的敏感度并且允许图像以电子方式收集和存储。EPID现在成为放疗递送的一个建立完善的部分。
[0007]因为EPID现在在现代放疗仪器上十分常见，已开发了超出最初端口胶片单个曝光使用的EPID的许多使用。这包含试图通过诸如反向投影的方法来重新计算患者剂量的射野剂量测定(portal dosimetry)(如上所述)，以便检查端到端的QA过程。另一个示例是示出MLC叶片动态移动的视频图像的捕获。使用现有的EPID硬件，所有这些使用都是可能的。
[0008]然而，这些新的使用确实具有限制，因为目前EPID的场尺寸小于大多数MLC的场尺寸。例如，当参考等中心时，典型的MLC具有40X40cm的场尺寸，而典型的现有技术的EPID具有在等中心处给出有效图像尺寸为26X 26cm的面板，并且一些EPID还要更小(所有的尺度都参考等中心)。然而，这在获取治疗图像方面很少是问题，因为大的场尺寸是不常见的并且因此通常将落到面板上在其限制内。要是所希望的图像具有偏移的场，该面板能够被手动调整以提供相应的偏移。
[0009]US2007/0195936A1公开了一种布置，其中检查场尺寸以确保将不会超过EPID的口径，并且必要时移动MLC叶片以便将射束形状保持在EPID面板的界限内。
【发明内容】
[0010]本发明因此提供了一种放疗设备，包括:用于沿轴线产生电离辐射的射束的源，该射束覆盖该源的最大口径；用于将该射束校准以产生覆盖最大口径的子部分的校准射束的准直仪；安置在射束路径中的患者支撑物；在其上安装该源的可旋转机架，用于将该源绕着患者支撑物旋转因此从一系列的方向递送射束；成像装置，位于该源对面并且经由驱动构件安装在该机架上，驱动构件允许成像装置以至少一个垂直于该轴线的方向的平移运动，其中患者支撑物在该源和该成像装置之间；以及控制单元，适配于控制该驱动构件以在最大口径内移动该成像装置并且保持成像装置和最大口径的子部分之间的一致。
[0011]因此，能够在治疗期间移动EPID以便将辐射射束的校准场保持在EPID的边界内。这确保该图像是有效的并且防止由于更敏感的(或更少被遮蔽的)部分暴露于射束下而产生的对EPID的损害。在患者的安置上没有限制需要被放置，从而意味着她或他能够如所希望的那样安置。该治疗能够不受影响，不同于US2007/0195936A1所作出的建议。
[0012]存在能够控制EPID的移动的各种方式。一种选择是要控制单元接收包含用于至少可旋转机架的移动、准直仪的移动、源的激活以及驱动构件的移动的指令的治疗计划。换言之，沿着在时间上必需的射束形状和强度的计算，治疗计划计算机还能够对通过该治疗(一旦决定该治疗)的射束形状和位置进行建模并且建立将被需要的EPID移动以便考虑到那个治疗。
[0013]—种备选方案是要在治疗期间实时调整EPID的位置。然后控制单元将从成像装置接收输出图像并且依赖于那个图像而调整成像装置的位置。因此，例如，如果在输出图像中，在校准射束的图像与输出图像的边缘之间的距离小于阈值，则控制单元将指令驱动构件的移动。
[0014]机架能够是可旋转的鼓状物，在这种情况下该源能够经由横向延伸到该鼓状物的臂而附连到机架，优选地射束轴线与机架的旋转轴线相符。
[0015]备选地，机架能够包括圆形路径，该源和该成像设备能够绕着该路径行进，该源的轴线指向该圆形路径的中心。
[0016]因此，实质上该放疗设备包括:布置成发射治疗辐射的射束的源和用于治疗辐射的成像装置，该源是可移动的以将该射束从多个方向指向位置，并且成像装置相对于该源是可移动的；以及，控制单元，布置成当该源移动到不同的治疗位置时协调两者的移动以确保成像装置保持在射束中。
【附图说明】
[0017]现在将参考附图通过示例来描述本发明的实施例，在附图中:
[0018]图1和2以不同旋转状态示出常规放疗设备；
[0019]图3和4示出备选配置中的图1和2的放疗设备；
[0020]图5和6示出备选的放疗设备；
[0021]图7不出根据本发明的放疗设备；
[0022]图8示出用于图7的放疗设备的控制模式；以及
[0023]图9至11示出从图7的设备得到的射野图像。
【具体实施方式】
[0024]如上所述，目前EPID的场尺寸虽然大于大多数实际的剂量形状但是小于大多数MLC的最大口径。我们已经意识到，当EPID用于射野剂量测定或者用来在某些治疗条件下捕获动态MLC视频时这个限制成为一个问题。作为示例，我们建议讨论到诸如在一个胸部或肺部存在的肿瘤的偏离轴线目标的容积调制弧形治疗(VMAT)递送。然而这不是仅有的示例，并且本发明在其它上下文中是可应用的。
[0025]图1示出这种情况。可旋转机架10设置在直立方位，可能凹陷在墙壁中或通过假墙凸出。它是以鼓状物的形式绕水平轴线可旋转的；图1是沿着那个轴线的视图。机架10承载着辐射源12，其能够绕中心轴线14发射治疗电离辐射的校准射束，中心轴线14与机架10旋转围绕的水平轴线交叉。因为机架10旋转并且使源12伴随(carry around)，射束的中心轴线14扫描垂直平面并且从所有可能的方向接近交叉点(通常称为等中心)。这形成放疗治疗的基础；通过将肿瘤或其他病变放在等中心处并且从一系列的方向照射该肿瘤，剂量能够递送到该肿瘤，该剂量远远大于递送到围绕该肿瘤的组织的剂量。
[0026]通过将患者18放在患者支撑物20上而使肿瘤16相