利用颚件、机架和治疗床的协调运动的放射疗法成像和传递的制作方法

专利名称：利用颚件、机架和治疗床的协调运动的放射疗法成像和传递的制作方法
利用颚件、机架和治疗床的协调运动的放射疗法成像和传
递相关申请本申请是2006年7月21日提交的美国专利申请No. 11/459，161的部分连 续申请并要求其优先权，所述专利申请要求2005年7月23日提交的题为“RADIATION THERAPY IMAGING AN D DELIVERY UTILIZINGCOORDINATED MOTION OF GANTRY, COUCH AND MULTI-LEAFC0LLIMAT0R (利用机架、治疗床和多叶准直器的协调运动的放射疗法成像和传 递)，，的美国临时专利申请No. 60/701, 585的优先权。两份申请的全部内容通过引用并入 于此。
背景技术：
在传统放射疗法中，患者躺在静态治疗床上，并通过静态治疗机架进行治疗。通 常，在辐射射束中插入静态块体以对射束成形。随着放射疗法的发展，已经引入运动以改进 治疗的质量并更有效地传递治疗。

发明内容
在放射疗法领域中的一种方法需要多叶准直器(“MLC”)叶片的同时运动，同时保 持辐射源的患者治疗床和机架仍然静止。这被称为动态MLC或滑动窗口(sliding-window) 技术，并能够提高一系列固定MLC图案的传递效率。另一种方法是与MLC的运动协同地以 弧形方式(in arcs)旋转机架。这被称为旋转调强疗法(“IMAT”)。轴向放射疗法将MLC 运动与机架旋转和旋转之间的治疗床移动相结合。一种更先进的版本称为螺旋放射疗法， 其需要与MLC运动和机架旋转协同的同时的治疗床运动。机架旋转和患者平移的组合导致 辐射源遵循患者周围的螺旋轨迹。在一个实施例中，本发明提供了通过放疗部件的新的、先进的运动轨迹进行患者 成像和放射疗法治疗的方法。这些方法包括使用同时的治疗床、MLC运动和机架旋转来传 递治疗和产生成像的新方式。本发明的一个实施例包括使用放射疗法系统向患者的治疗区域传递放射疗法治 疗计划的方法。放射疗法系统包括用于支承患者的可移动支承件；和可以相对于支承件 移动的机架，所述机架支承辐射源；一组具有颚口宽度(jaw width)的颚件；和用于在传递 治疗计划的过程中调制辐射的多叶准直器。方法包括在向治疗区域传递治疗计划的过程中 沿着轴移动支承件，并在向治疗区域传递治疗计划的过程中动态地调节颚口的宽度。颚口 宽度的调节可以在向治疗区域传递治疗计划的整个过程中进行。在另一个实施例中，本发明提供了使用放射疗法系统向患者的治疗区域传递放射 疗法治疗计划的方法。放射疗法系统包括用于支承患者的可移动支承件；和可以相对于 支承件移动的机架，所述机架支承辐射源；一组具有颚口宽度的颚件；和用于在传递治疗 计划的过程中调制辐射的多叶准直器。方法包括在向治疗区域传递治疗计划的过程中以变 化的速度沿着轴移动支承件，并在传递治疗计划的过程中相对于支承件以变化的速度移动机架。在参考详细说明书和随附的图后，本发明的其他特点将变得明显。附图简述

图1是放射疗法治 疗系统的透视图。图2是可用在图1所示的放射疗法治疗系统中的多叶准直器的透视图。图3是图1的放射疗法治疗系统的示意图。图4是在放射疗法治疗系统中使用的软件程序的示意图。图5是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图6是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图7是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图8是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图9是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图10是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图11是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图12是根据本发明的一个实施例向患者传递放射疗法治疗的方法的流程图。图13是对于固定颚件疗法来说所意图的辐射注量分布对比使用不同颚口宽度传 递的辐射注量分布的的图示。图14是对于运行开始和停止疗法来说所意图的辐射注量分布对比使用不同颚口 宽度传递的辐射注量分布的图示。图15是对于动态颚件疗法来说所意图的辐射注量分布对比使用任何颚口宽度传 递的辐射注量分布的图示。图16是动态治疗床治疗传递对比恒速治疗床治疗传递的辐射源和颚件轨迹的比 较的图示图17是用于计算动态颚件、动态治疗床疗法传递的某些参数的工作流程图。 具体实施例在详细解释本发明的任何实施例之前，应该理解，本发明的应用不限于在下面的 所描述中提出的或在下面的附图中图示的构造细节和部件的布置。本发明可以具有其他实 施例并以各种不同的方式实践或执行。此外应该理解，本文中使用的措辞和术语是出于描 述的目的，不应该被视为限制性的。在本文中使用的“包括”、“包含”、“具有”及其变体意味 着包含其后列出的项及其等价物以及附加的项。除非以另外方式指明或限制，术语“安装”、 “连接”、“支承”和“耦合”及其变体在广义上使用，并包含直接和间接的安装、连接、支承和 耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械的连接或耦合。尽管在本文中在描述附图时可以进行方向引用，例如上、下、向下、向上、向后、底、 前、后等，但这些引用是出于方便起见相对于图(如正常观察到的)做出的。这些方向不打 算照字面理解或以任何形式限制本发明。此外，术语例如“第一”、“第二”和“第三”在本文 中用于描述的目的，不打算用于指示或暗示相对的重要性或意义。此外，应该理解，本发明的实施例包括硬件、软件和电子部件或模块，其出于讨论 的目的，可能被图示和描述成好像大部分部件仅仅以硬件实现。但是，本领域技术人员在阅读了本详细说明书的基础上，将会认识到在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面 可以以软件实现。因此，应该注意，多个基于硬件和软件的装置以及多个不同结构的部件， 可用于实现本发明。此外，并且正如在随后的段落中所描述的，在图中显示的具体的机械构 型打算用于示例本发明的实施例，并且其他可替选的机械构型也是可能的。图1显示了 法。放射疗法治疗系统10包括机架18。机架18可以支承辐射模块22，其 可以包括辐射源24和可操作以产生辐射射束30的线性加速器26。尽管在图中显示的机架 18是环形机架，即它延伸遍历整个360°的弧形以产生完整的环或圆，但也可以使用其他 类型的安装布置。例如可以使用非环形机架，例如C型、部分环形机架或机械臂。也可以使 用任何其他能够将辐射模块22定位到相对于患者14的各种旋转和/或轴向位置的构架。 此外，辐射源24可以沿着不遵循机架18形状的路径行进。例如，尽管图示的机架18是大 体圆形的，但辐射源24可以沿着非圆形的路径行进。辐射模块22也可以包含调制装置34，其可操作用于修改或调制辐射射束30。调 制装置34提供了辐射射束30的调制，并将辐射射束30向着患者14导向。具体来说，辐射 射束30被导向向着患者的一部分。广义来说，该部分可以包括整个身体，但一般来说小于 整个身体，并可以由二维面积和/或三维体积来定义。需要接受辐射的部分，其可以被称为 靶38或靶区域，是感兴趣区域的实例。另一种类型的感兴趣区域是危及区域。如果一部分 包括危及区域，优选情况下使辐射射束避开危及区域。患者14可以具有一个以上需要接受 放射疗法的靶区域。这样的调制有时被称为调强放射疗法(“IMRT”)。调制装置34可以包括如图2中所示的准直装置42。准直装置42包括一组颚件 46，其定义并调节辐射射束30可以从其通过的孔隙50的尺寸。颚件46包括上颚件54和 下颚件58。上颚件54和下颚件58可以移动以调节孔隙50的尺寸。在如图2中所示的一个实施例中，调制装置34可以包含多叶准直器62，其包括多 个交错的叶66，它们可以操作以在不同位置间移动，以便提供强度调制。还应该指出，叶66 可以移动到最小与最大开放位置之间的任何位置处。多个交错的叶66在辐射射束30到达 患者14上的靶38之前，调制辐射射束30的强度、尺寸和形状。各个叶66受到致动器70诸 如马达或空气阀的独立控制，使得叶66能够快速打开和关闭，以允许或阻断辐射的通过。 致动器70可以由计算机74和/或控制器控制。放射疗法治疗系统10也可以包括检测器78，例如可操作以接收辐射射束30的千 伏或兆伏检测器。线性加速器26和检测器78也可以作为计算机X射线断层摄影(CT)系统 操作，以产生患者14的CT图像。线性加速器26朝着患者14中的靶38发出辐射射束30。 靶38吸收一些辐射。检测器78检测或测量被靶38吸收的辐射的量。当线性加速器26围 绕患者14旋转并向其发射辐射时，检测器78从不同角度收集吸收数据。收集到的吸收数 据被传送到计算机74，以处理吸收数据并产生患者的身体组织和器官的图像。图像也可以 显示骨骼、软组织和血管。CT图像可以使用具有扇形几何结构、多片几何结构或锥形束几何结构的辐射射束 30获取。此外，CT图像可以使用传递兆伏能量或千伏能量的线性加速器26获取。还应该 指出，获取的CT图像可以与以前获取的CT图像(来自于放射疗法治疗系统10或其他图像获取装置，例如 其他CT扫描机、MRI系统和PET系统)进行配准。例如，以前对患者14获 取的CT图像可以包括通过轮廓勾画过程所识别的靶38。为患者14新获取的CT图像可以 与以前获取的CT图像配准，以辅助在新的CT图像中识别靶38。配准过程可以使用刚性或 可变形配准工具。在某些实施例中，放射疗法治疗系统10可以包括χ-射线源和CT图像检测器。 X-射线源和CT图像检测器以与如上所述的线性加速器26和检测器78类似的方式操作以 获取图像数据。图像数据传送到计算机74，在那里对图像数据进行处理以产生患者的身体 组织和器官的图像。放射疗法治疗系统10还可以包括患者支承件，例如治疗床82(显示在图1中)， 其支承患者14。治疗床82沿着x、y或ζ方向上的至少一个轴84移动。在本发明的其他 实施例中，患者支承件可以是适用于支承患者身体任何部分的装置。患者支承件不限于必 须支承患者的整个身体。系统10也可以包括驱动系统86，其可操作以操纵治疗床82的位 置。驱动系统86可以由计算机74控制。在图2和3中显示的计算机74，包括用于运行各种软件程序和/或通信应用程序 的操作系统。具体来说，计算机74可以包括操作以与放射疗法治疗系统10通信的(一个 或多个)软件程序90。计算机74可以包括任何适合的适用于由医务人员访问的输入/输 出装置。计算机74可以包括典型的硬件例如处理器、I/O接口和储存装置或存储器。计算 机74还可以包括输入装置例如键盘和鼠标。计算机74可以进一步包括标准输出装置例如 监测器。此外，计算机74可以包括外周设备例如打印机和扫描仪。计算机74可以与其他计算机74和放射疗法治疗系统10联网。其他计算机74可 以包括附加的和/或不同的计算机程序和软件，并且不要求与本文中描述的计算机74 一 致。计算机74和放射疗法治疗系统10可以与网络94通信。计算机74和放射疗法治疗系 统10也可以与(一个或多个)数据库98以及(一个或多个)服务器102通信。应该指出， (一个或多个)软件程序90也可以驻留在(一个或多个)服务器102上。网络94可以按照任何联网技术或拓扑或联网技术与拓扑的组合来构造，并可以 包括多个子网络。图3中显示的计算机与系统之间的连接可以通过局域网(“LAN”)、广域 网(“WAN”)、公共交换电话网(“PSTN”)、无线网、内联网、互联网或任何其他适合网络来 实现。在医院或医疗护理机构中，图3中显示的计算机与系统之间的通信可以通过健康水 平7 (Health Level Seven ( “HL7”))协议或任何版本的其他协议和/或其他所需协议来 实现。HL7是一种标准协议，规定了来自不同供应商的两个计算机应用(发送方和接收方) 之间用于医疗护理环境中电子数据交换的接口的实现。HL7能够允许医疗护理机构交换来 自不同应用系统的关键数据组。具体来说，HL7能够定义待交换的数据、交换的时间和向应 用传输错误。格式在本质上一般是通用的，并可以构造成满足所涉及应用的需要。图3中显示的计算机和系统之间的通信也可以通过任何版本的医学数字成像和 通信(Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM))协议和 / 或其他所需 协议来进行。DICOM是由NEMA开发的国际通信标准，定义了用于在不同件的医疗设备之间 传送医疗图像相关数据的格式。DICOM RT表示放射疗法数据专用的标准。图3中的双向箭头一般表示在网络94与图3中显示的计算机74和系统10中任 何一个之间的双向通信和信息传输。但是，对于某些医疗和计算机化设备来说，可能只需要单向通信和信息传输。图4是软件程序90的示意图。软件系统90包括多个彼此通信的模块，用于执行 放射疗法治疗过程的功能。各种不同模块适用于彼此通信以向患者14传递放射疗法。软件程序90包括治疗计划模块106，其可以操作以根据医务人员输入到系统10的 数据为患者14生成治疗计划。数据包括患者14的至少一部分的一个或多个图像(例如计 划图像和/或治疗前图像)。治疗计划模块106将治疗分割成多个片段照射，并根据医务人 员输入的处方确定每个片段照射或治疗的辐射剂量。治疗计划模块106也根据在靶38周 围勾画的不同轮廓确定用于靶38的辐射剂量。可以存在多个靶38并且该多个靶38包含 在同一个治疗计划中。软件程序90还包括患者定位模块110，其可操作用于针对特定治疗片段照射相对 于机架18的等中心或其他参照物定位和对准患者14。当患者14在治疗床82上时，患者定 位模块110获取患者14的图像，并将患者14的目前位置与患者在计划或以前获取的图像 中的位置进行比较。如果患者的位置需要调节，患者定位模块110向驱动系统86提供指令 以移动治疗床82，或患者14可以人工移动到新的位置。在一种情况下，患者定位模块110可以从激光器接收数据，所述激光器布置在治 疗室中以提供患者相对于机架18的等中心或其他参照物的位置数据。基于来自激光器的 数据，患者定位模块110向驱动系统86提供指令，其移动治疗床82以获得患者14相对于 机架18或其他参照物的适当对准。应该指出，可以使用激光器之外的装置和系统向患者定 位模块110提供数据，以辅助对准过程。软件程序90也包括成像模块114，其可操作用于获取患者14的至少一部分的图 像。成像模块114可以指令板上成像装置例如CT成像装置，以在治疗开始之前、治疗过程 中和治疗后按照期望方案获取患者14的图像。一方面，成像模块114在患者14基本上位 于治疗位置的同时获取患者14的图像。可以使用其他成像装置来获取患者14的治疗前图 像，例如非定量CT、MRI、PET、SPECT、超声、透射成像、荧光透视、基于RF的定位等。获取的 图像可用于患者14的配准。软件程序90可以包括治疗优化模块118，其可操作用于优化由治疗计划模块106 产生的治疗计划。具体来说，优化模块118产生让放射疗法治疗系统10最佳地传递治疗计 划所需的命令或指令。可以操作优化模块118，以根据患者14将要接收的治疗的类型和/ 或放射疗法治疗系统10的运行模式来在放射疗法治疗系统10的各种不同操作参数之间进 行确定和选择。参数中的一些包括但不限于叶66的位置、机架角和角速度、驱动系统86的 速度、治疗床82的运动类型、颚件孔隙50的尺寸、治疗床运动范围和辐射射束强度。优化模块118允许技术人员或医疗护理专业人员选择放射疗法治疗系统10和辅 助放射疗法的相关装置的操作模式。操作模式可以包括手动模式、半自动模式、自动模式或 这些模式的组合。可替代地，软件程序90和/或优化模块118可以包括子模块，其可操作 用于选择性调节放射疗法治疗系统10与放射治疗的特定阶段相关的参数。优化模块118与治疗计划模块106通信，以根据在治疗计划中提出的将要传递的 治疗的类型来确定放射疗法治疗系统10的设置。在一种类型的治疗计划传递中，放射疗法 治疗系统10可以配置成将患者14定位于治疗床82上，并通过在机架18维持在设定位置 或角度的同时使治疗床82至少曾经(at least on one occasion)移动至少部分地通过机架开口，以向患者14传递辐射。这有时被称为局部治疗(topotherapy)。应该指出，不需 要患者14的全部长度通过机架开口，而是患者的任何部分可以通过或位于机架开口内。还 应该指出，治疗床82可以以步进方式进行移动、以稳定的线性运动进行移动、和/或以两种 运动类型的组合进行移动。在这方面，对于患者14经过机架开口的一次或多次的、至少部 分的通过，可以选择(一个或多个)期望的机架角。医疗护理专业人员也可以指定放射疗 法治疗系统10的其他参数。在一些方面，优化模块118可以对患者14经过机架18开口的 各次通过自动设置放射疗法治疗系统10的参数。由优化模块118自动设置的参数可以包 括但不限于患者14经过机架18开口的通过的数量、(一个或多个)机架角、驱动系统的速 度、治疗床的运动范围、颚件孔隙45的尺寸和辐射射束强度。优化模块118也可以向成像模块114提供指令，以使用放射疗法治疗系统10执行 患者14的局部解剖成像和/或断层成像。优化模块118可以为局部解剖成像和/或断层 成像提供各种设置，包括患者14行进经过机架开口的通过的数量、机架角、驱动系统86的 速度 、治疗床运动范围、颚件孔隙50的尺寸和辐射射束强度。优化模块118可以包括扫描_计划_治疗模式。扫描_计划_治疗模式包括在一 个治疗时间段中使用放射疗法治疗系统10没有中断地执行扫描患者14、产生治疗计划以 及治疗患者14的序列。放射疗法治疗系统10将患者14的定位、治疗计划和计划的传递 整合在单个系统中。减少了将患者14运送到医疗机构中的众多科室以进行放射疗法的需 要。作为系统整合以及在某些情况下使用几何形状识别轮廓的结果，可以在约20分钟或更 短时间内对患者14进行治疗。例如，将花费约2分钟以将患者14定位在治疗床82上，约 3到约6分钟以获取CT图像，约3分钟以识别轮廓，约2分钟以产生治疗计划，以及约3分 钟以传递计划。在一些方面，优化模块118为一个或多个局部解剖通过提供优化方法。这些可以 由用户手动执行，或由系统10自动执行。这些方法包括识别和/或优化优选的机架角、螺 距、机架速度、颚件孔隙、治疗床速度和/或治疗床运动范围。本发明的另一个实施例包括扩展靶38以包括更宽广的区域。该过程有时被称为 叶闪动(leaf flashing)，包含响应于治疗过程中患者14的运动增加辐射射束30的面积。 例如，当患者14接收放射疗法治疗时，患者14的某些器官可能扩张或收缩。叶闪动过程可 以利用治疗前和/或治疗期间的图像以确定可能需要治疗的靶38周围的(一个或多个)附 加扩边。例如，位于患者14的乳腺区域处的预定靶38可以用叶闪动步骤进行治疗。乳腺 区域可能随着患者14的呼吸而收缩和扩张。叶闪动步骤允许医疗护理专业人员以图像的 形式观察乳腺区域的变化，调节放射治疗以在整个治疗的至少一个片段照射期间覆盖靶38 的(一个或多个)扩边。可替代地，优化模块118可以指令，该指令用于让放射疗法治疗系 统10通过获取图像并根据所述图像和在患者14的解剖结构中的期望变化调节治疗，来自 动执行叶闪动步骤。运行优化模块118的计算机74也可以自动地或在合格用户的监督下 执行局部治疗和断层扫描成像。在另一种类型的治疗计划传递中，放射疗法治疗系统10可以被配置成将患者14 定位在治疗床82上，并通过在机架18沿着定义路径旋转的同时至少曾经地移动治疗床82 至少部分地通过机架开口以向患者14传递辐射。机架旋转的定义路径是短的弧形或在第 一位置与第二位置之间，其中第二位置与第一位置不同。定义路径小于完整圆形。这种类型的机架移动与治疗床82的移动相结合，有时被称为动态正切。患者14经历成像步骤以获得图像，用于辅助(一个或多个)靶38的识别。根据 (一个或多个)图像和/或治疗计划，优化模块118能够为机架18行进的定义路径识别起 始角度和终止角度。优化模块118可以确定放射疗法治疗系统10的其他参数，例如治疗床 82的运动范围、螺旋线间距、颚件孔隙50的尺寸以及驱动系统86的速度。优化模块118向 放射疗法治疗系统10提供指令，以使机架18从第一或开始位置旋转到第二或终止位置，并 在治疗床82将患者14移入并经过机架开口的同时向着靶38投射辐射射束30。动态正切步骤也可以在患者14被移出机架开口时执行。例如，当患者14被移动 通过机架开口并从其出来时，机架18可以从第二或终止位置旋转到第一或开始位置。医疗 护理专业人员可以为每次经过机架开口的通过查看并调节操作参数，例如起始位置、终止 位置、驱动系统86的速度和治疗床的运动范围。放射疗法治疗系统10可以使用普通或相反手征(即螺旋相对于它的轴的旋转方 向)的螺旋或二者的复合来传递治疗计划。相反手征通过在前一次传递通过后反转传递通 过的治疗床的移动方向或机架的旋转方向来实现。在本发明的各种方面，治疗选项可以包括在成像或治疗过程中改变机架速度和 /或方向；在治疗过程中改变治疗床速度和/或方向；在切换机架的方向之前完成整个治 疗通过；改变机架方向以向患者传递更高或更低的辐射剂量；改变机架方向以校正误差或 患者运动；和/或使用预测门控来预测误差或患者运动并补偿检测/校正过程中的任何滞 后。此外，任何前面提到的动态正切技术的实施例可以使用外部装置与治疗床82的或患者 的同时的不连续或连续运动相组合。这样的运动可以是不连续或连续的，可以以稳定或变 化的速率来进行，且平移或旋转的任何组合构成该移动。其他实施例包括通过自动检测和/或临床观察患者的呼吸型态进行传递的优化。 这可以包括手动设置呼吸暂停或基于患者移动装置自动门控线性加速器或MLC。在患者的 呼吸妨碍了治疗计划的传递、例如患者的呼吸变得不恒定的情形下，该步骤可以没有辐射 (射束关闭或叶关闭)继续进行，直到患者的呼吸恒定。在这种情形下，系统10能够记录治 疗错过的区域。错过的区域可以累计到补充步骤中，并根据错过的辐射量和临床需要酌情 (每日、每周、每月等)进行。动态正切治疗也可以与断层扫描和局部解剖成像相组合，其中当患者14接收放 射疗法治疗时获得(一个或多个)图像。图像可以通过停止或减慢动态正切步骤并利用辐 射源24获取一个或多个图像来获取。一旦获取图像后，可以继续进行动态正切步骤。一些 可替选方案包括当机架18位于第一位置时获取图像。其他可替选方案是在机架18的第一 或起始位置与第二或终止位置之间的角度处获取图像。根据治疗期间获得的图像，医疗护 理专业人员可以为患者的后续通过选择性地调节放射疗法治疗系统10的参数，或者可以 自动调节这些参数。可替选地，优化模块118可以包括指令，用于自动设置动态正切参数， 例如第一或起始位置、第二或终止位置、机架速度、治疗床运动范围、驱动系统86的速度、 颚件孔隙50的尺寸和叶66的位置。在另一种类型的治疗计划传递中，将机架的往复运动与治疗床82的移动相组合。 在这种类型的治疗计划传递中，放射疗法治疗系统10可以配置成将患者14定位在治疗床 82上，并通过在机架18以往复运动方式沿着定义路径旋转的同时至少曾经地移动治疗床82至少部分地通过机架开口以向患者14传递辐射。机架旋转的定义路径是短的弧形或在 第一位置与第二位置之间，其中第二位置与第一位置不同。定义路径小于完整圆形。这有 时被称为摆动机架。患者14经历成像步骤以获得图像，用于辅助(一个或多个)靶38的识别。根据 该(一个或多个)图像和/或治疗计划，优化模块118能够为机架18行进的定义路径识别 起始角度和终止角度。优化模块118可以确定放射疗法治疗系统10的其他参数，例如治疗 床82的运动范围、螺旋线间距、颚件孔隙50的尺寸以及驱动系统86的速度。优化模块118 向放射疗法治疗系统10提供指令，以使机架18沿着在第一或开始位置到第二或终止位置 之间的路径以往复方式旋转，并在治疗床82将患者14移入并通过机架开口的同时向靶38 投射辐射射束30。摆动机架治疗方法也可以包括患者14的断层扫描或局部解剖成像，其中当患者 14接收放射治疗时获得(一个或多个)图像。图像可以通过在起始位置和终止位置之间的 角度处选择性地停止机架18、获取一个或多个图像并恢复治疗来获取。根据治疗期间获得 的图像，医疗护理专业人员可以为患者14的后续通过调节放射疗法治疗系统10的参数。摆动机架步骤也可以在患者14被移出机架开口时执行。例如，当患者14被移动 通过机架开口并从其出来时，机架18可以从第二或终止位置以往复方式旋转到第一或开 始位置。医疗护理专业人员可以为每个经过机架开口的通过查看并调节操作参数，例如起 始位置、终止位置、驱动系统86的速度和治疗床的运动范围。本发明的另一方面包括调节放射疗法治疗系统参数以向具有多个识别的靶38的 患者14提供治疗。这被称为多局部治疗，其包含向第一个靶38提供放射治疗并自动推进 以向后续的靶38提供治疗。这能够向相异的靶38提供高效且自动的治疗。靶38可能需 要不同类型的治疗，例如摆动机架或动态正切。多局部治疗步骤可以通过为各个待治疗的 靶38自动调节参数例如颚件孔隙50的尺寸、叶66的位置、驱动系统86的速度和治疗床的 运动范围，来结合各种不同类型的治疗。在患者14经过机架开口的一个通过中，多局部治 疗步骤可以在治疗序列之间自动调节患者14的位置。局部解剖成像也可以与多局部治疗步骤结合。与其他治疗步骤类似，可以通过在 期望位置处停止或减慢放射疗法治疗系统10、获取一个或多个CT图像并随后继续治疗，来 选择性获取CT图像。根据在治疗期间获得的CT图像，医疗护理专业人员可以为各个正治 疗的靶38选择性地调节治疗。可替选地，优化模块118可以包括指令，用于自动确定待治 疗的靶38的数量，根据靶38的特性为每个治疗调节放射疗法治疗系统参数，以及在治疗之 间对患者14重新定位。本发明的另一方面包括与治疗床运动并协的用于放射治疗的锥束CT(“CBCT”)成 像。该过程可以与机架18的移动相组合。这种组合被称为螺旋轨迹CBCT，因为随着患者 14以恒定速度移动到机架开口中时，辐射源24在患者14周围遵循螺旋路径。另一方面是 与静止机架18并协的治疗床运动。当患者14在驱动系统86的影响下被治疗床82以恒定 速度移动时，用于CBCT成像的辐射源24保持在恒定位置。另一方面是用于CBCT成像的与 机架在起始角度和终止角度之间的旋转协同的治疗床运动。CBCT图像可以在机架18从起 始角度向终止角度旋转并且患者14被治疗床82移动通过机架时获得。机架18也可以在 患者14被治疗床82移动时以往复运动的方式在起始角度和终止角度之间旋转。
本发明的另一方面是治疗床82与其他成像系统例如但不限于PET、SPECT或MRI 的并协移动。可替选地，优化模块118可以为并协的CBCT成像或其他成像步骤自动地选择 放射疗法治疗系统10的操作参数，并且预定条件下的治疗床82运动可以由医疗护理专业 人员来选择。本发明的另一方面包括调节放射疗法治疗系统10的参数以产生多个靶38的CT 图像。具体来说，医疗护理专业人员可以调节放射疗法治疗的参数以在患者14经过机架开 口的一次通过期间获取靶38处的CT图像并推进到后续的靶38。运送患者14以获取从一 个区域到后续区域的CT图像可能需要调节放射疗法治疗系统的参数，例如驱动系统86的 速度、治疗床82的运动范围和机架角度。可替选地，优化模块118可以自动设置适合的参 数用于获得感兴趣区域中的CT图像，重新定位患者14，以及设置适合的参数用于在随后的 一个或多个区域中的CT成像。本发明的另一方面包括在按照治疗计划向患者14传递治疗的过程中动态调节放 射疗法治疗系统10的参数。治疗系统10的某些参数或部件的动态调节，用于与调节多叶 准直器62的叶66相似的方式来调制由患者14(或更具体来说靶38)接收到的辐射量。在一个实施例中，通过在治疗计划传递期间调制治疗床82和/或机架18的速度， 与单独调制多叶准直器62所能实现的相比，能够更有效地传递治疗计划。对于使用稳定的 治疗床速度的治疗传递来说，治疗床62的速度由治疗区域或靶38中需要最长曝射时间的 治疗部分(由于该区域的高辐射衰减)所确定。假设标称治疗床82速度(对应于m= 1) 是P。对于具有投射间调制因子I φ的投射来说，我们将治疗床82的速度调制到。机 架18的速度可以按照所计划的节距调节到与治疗床82同步，以维持稳定的螺距。在这种 传递模式中，传递的剂量将与计划剂量基本上相同，但是传递时间从T = WiV7J^A减少到
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r=\φ=\(例如，如果对于半径为20cm的患者身体来说，PTV为IOcm长，全局调制因子m= 3)。对于2. 5cm的颚口宽度来说，正常的传递时间是3X3min = 9分钟。但是如果只有约 10%的投射具有投射间调制m,, $ = 3，并且所有其他投射具有m,, $ ^ 1，那么总传递时间减 少到(3X0. 1+0. 9) X3min = 3.6分钟；几乎与非调制传递(3min)相同。动态调节机架18 的速度也能用于在某些角度处获得变化的注量强度。以图13为例，在从5cm到15cm的区域中要求的注量水平或曝射时间比从15cm到 25cm的区域中要求的注量水平或曝射时间低。因此，治疗床82在该区域中可以更快地移 动，正如在图16中图示的。图16中左边的一组线表示动态治疗床治疗传递，右边的一组线 表示恒定治疗床速度治疗传递。在该区域中增加治疗床82的速度导致表示颚件54、58的 轨迹的线的斜率更陡，并且如图16中所示，当在5cm与15cm之间增加治疗床82的速度时， 总体治疗时间减少。所要求的注量水平/曝射时间的这种变化，可能是由于治疗区域38中 患者身体的厚度的变化所导致的。在某些情况、例如上面讨论的局部治疗传递的情况下，治疗床82速度调制本身对 于高度有效的传递是足够的。在仅仅使用治疗床82调制的治疗传递的情况下，通过利用旋 转调制小于全局调制的因子m, ( m,我们仍然能够获得一些功效。这对于非常长的靶38体 积来说可能是非常有用的，例如整个身体辐射或放射外科情况下，其中仅在某些旋转中匆匆离开回避结构。通过这种模式，机架18可以以固定的速度旋转，而针对各个旋转的治疗 床82速度则改变到
权利要求
1.一种使用放射疗法系统向患者的治疗区域传递放射疗法治疗计划的方法，所述放射 疗法系统包括用于支承患者的可移动支承件；和能够相对于所述支承件移动的机架，所 述机架支承辐射源；一组具有颚口宽度的颚件；以及用于在治疗计划的传递过程中调制辐 射的多叶准直器，所述方法包含在向治疗区域传递治疗计划的过程中沿着轴移动支承件；以及 在向治疗区域传递治疗计划的过程中动态地调节颚口宽度；其中，颚口宽度的调节能够在向治疗区域传递治疗计划的整个过程中进行，并且其中， 在治疗计划的传递过程中，颚口宽度的调节对辐射进行调制。
2.权利要求1的方法，其中，所述支承件在传递治疗计划的过程中以变化的速度移动。
3.权利要求1的方法，其中，所述机架在传递治疗计划的过程中相对于所述支承件移动。
4.权利要求3的方法，其中，所述机架在传递治疗计划的过程中以变化的速度移动。
5.权利要求1的方法，其中，调节颚口宽度包含相对于一平面对称地调节颚件。
6.权利要求1的方法，其中，所述支承件在传递治疗计划的过程中能够以变化的速度 移动，所述机架在传递治疗计划的过程中能够以变化的速度移动，并且其中，在传递治疗计 划的过程中可以同时地实现颚口宽度的动态调节、改变可移动支承件的移动速度和改变机 架的移动速度的任意组合。
7.权利要求1的方法，其中，所述支承件在传递治疗计划的过程中以恒定速度移动。
8.一种使用放射疗法系统向患者的治疗区域传递放射疗法治疗计划的方法，所述放射 疗法系统包括用于支承患者的可移动支承件；和能够相对于所述支承件移动的机架，所 述机架支承辐射源；一组具有颚口宽度的颚件；和用于在治疗计划传递过程中调制辐射的 多叶准直器，所述方法包含在向治疗区域传递治疗计划的过程中以变化的速度沿着轴移动所述支承件；以及 在传递治疗计划的过程中以变化的速度相对于所述支承件移动所述机架。
9.权利要求8的方法，还包含在传递治疗计划的过程中动态地调节颚口宽度。
全文摘要
一种向患者的治疗区域传递放射疗法治疗计划的方法。治疗计划使用放射治疗系统来传递，所述系统包括用于支承患者的可移动支承件；和能够相对于支承件移动的机架，该机架支承辐射源；一组具有颚口宽度的颚件；和用于在治疗计划传递过程中调制辐射的多叶准直器。支承件在向治疗区域传递治疗计划的过程中移动，并且在向治疗区域传递治疗计划的过程中动态地调节颚口宽度。
文档编号A61N5/10GK102105194SQ200980129295
公开日2011年6月22日 申请日期2009年5月12日 优先权日2008年7月26日
发明者卢卫国, 古斯塔沃·H·奥利弗拉, 格拉哈姆·瑞兹, 肯尼斯·J·卢卡拉, 艾里克·斯楚纳尔, 陈明丽, 陈昱, 陈泉 申请人:断层放疗公司