用于放射治疗和成像的放射系统的制作方法

本申请一般涉及放射系统，更具体地涉及放射递送装置，其包括安装在旋转环上的治疗放射源和成像放射源。

背景技术：

放射治疗通过将电离放射导向肿瘤而广泛用于癌症治疗。放射治疗要考虑的因素包括，在放射治疗期间，肿瘤接收足够的放射，同时尽可能地对危及器官(oar)的损害最小化。由于治疗下的对象的生理运动(例如，呼吸运动、心脏运动、肌肉收缩和松弛)，肿瘤和/或oar可能处于运动中。肿瘤区域可以随着对象的这种运动而改变。然而，在传统的放射治疗系统中，射线照射在对象上的区域通常是固定的，并且由于对象的运动引起的肿瘤区域的改变可能对oar造成更大的损害并且射线的功效恶化。因此，期望设计一种能够检测肿瘤运动并相应地将射线调整到肿瘤区域的系统。

技术实现要素：

根据本申请的一个方面，提供了一种放射系统。所述放射系统可包括：用来容纳对象的空腔、旋转环、安装在所述旋转环上的第一放射源、安装在所述旋转环上的第二放射源，以及处理器。所述第一放射源可以被配置为向所述对象的第一区域发射第一锥形束，所述空腔的中心和所述第一放射源之间设置有二维准直器，以形成至少一个孔径，所述孔径调整所述第一锥形束的形状。所述第二放射源可以被配置为向所述对象的第二区域发射第二光束，所述第二区域包括所述第一区域的至少一部分。所述处理器可以用于获取所述对象的治疗计划，所述治疗计划包括与一个或以上放射区间相关的参数。所述处理器可以进一步用于使所述旋转环在一个方向上绕所述对象连续旋转至少两个完整的旋转周期。所述处理器可以进一步用于根据与所述一个或以上放射区间相关的所述参数调整所述二维准直器的所述至少一个孔径。所述处理器可以进一步用于基于与所述一个或以上放射区间相关的所述参数控制所述第一锥形束或所述第二光束中的至少一个的发射以同时执行治疗和三维成像。

在一些实施例中，所述二维准直器可以包括多叶准直器，所述多叶准直器包括至少两个叶片以形成所述孔径。

在一些实施例中，当所述旋转环旋转时，所述第一放射源与所述第二放射源之间的相对角度可以在所述旋转环的旋转平面中保持不变。

在一些实施例中，与所述一个或以上放射区间相关的所述参数可以包括期望的放射区间形状、期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率、期望的放射区间角度范围，或所述对象相对于所述旋转环的期望的相对位置中的至少一个。

在一些实施例中，所述放射系统还包括放射探测器，被配置为检测照射在放射探测器上的射线。所述处理器可以用于获取与所述治疗计划相关的所述对象的治疗计划图像数据。所述处理器还可以用于基于所述放射探测器检测到的射线，生成放射图像或ct图像数据，所述检测到的射线和所述第一锥形束或所述第二光束中的至少一个相关。所述处理器可以用于比较所述生成的放射图像或ct图像数据与所述治疗计划图像数据。所述处理器可以用于根据所述生成的放射图像或ct图像数据与所述治疗计划图像数据之间的所述比较结果，确定是否需要调整所述治疗计划。所述处理器可以进一步用于基于需要调整所述治疗计划的所述确定结果，调整与所述一个或以上放射区间相关的所述参数中的至少一个。

在一些实施例中，在所述旋转环的旋转的一部分期间获取所述放射图像或所述ct图像数据。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括用于承载所述对象的床，其中所述处理器可以用于基于与所述旋转环相关的所述对象的期望位置调整所述床的位置。

在一些实施例中，所述处理器可以用于获取所述对象的呼吸信息。所述处理器还可以用于根据所述对象的所述呼吸信息确定所述旋转环的旋转参数。所述处理器还可以用于至少部分地基于确定的旋转参数控制所述旋转环的旋转。

在一些实施例中，所述旋转参数可以包括旋转速度。

在一些实施例中，在所述旋转环旋转完整一圈的周期内，所述第一放射源可以发射所述第一锥形束并且所述第二放射源可以发射所述第二光束。

在一些实施例中，所述旋转环旋转完整一圈的周期可以小于30秒。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括放射探测器，用于检测照射在所述探测器上的射线。所述处理器还可以用于使所述旋转环旋转第一完整旋转和第二完整旋转，所述第二完整旋转在第一完整旋转之后。所述处理器可以进一步用于基于所述放射探测器在所述第一完整旋转中检测到的射线，调整与所述放射区间相关参数，在所述第二完整旋转中，所述第一放射源在所述放射区间发射所述第一锥形束。所述处理器还可以用于根据与放射区间相关的所述调整的参数来控制所述第一锥形束的发射。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括放射探测器，用于检测照射在所述探测器上的射线。所述处理器可以用于使所述旋转环旋转。所述处理器可以进一步用于基于当前旋转中的所述放射探测器检测到的射线，调整与所述放射探测器在所述当前旋转中的所述射线检测之后的放射区间相关的参数。所述处理器还可以用于基于与所述放射探测器在所述当前旋转中的所述射线检测之后的放射区间相关的调整后的参数，控制所述第一锥形束在与所述放射探测器在所述当前旋转中的所述射线检测之后的所述放射区间的发射。

在一些实施例中，所述旋转环的旋转可以通过滑环、齿轮、卷筒或旋转轴中的至少一个来驱动。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括用于限制所述旋转环运动的运动限制部件。

在一些实施例中，所述第二光束的锥角可以大于或等于所述第一锥形束的锥角。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括ct探测器，被配置为检测由所述第二放射源发射的经过所述对象衰减之后的射线。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括平板探测器，被配置为检测由所述第一放射源发射的经过所述对象衰减之后的射线。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括床，被配置为承载所述对象并沿第一方向移动。所述处理器还可以用于在所述第一方向上移动第一放射源。

在一些实施例中，所述第一放射源可以以等于所述床的移动速度的速度移动。

在一些实施例中，所述放射系统还可以包括床，所述床被配置用于承载所述对象并沿第一方向移动。所述处理器还可以用于控制所述第一放射源的所述二维准直器在所述第一方向移动。

在一些实施例中，所述第一放射源的所述二维准直器可以以等于所述床的移动速度的速度移动。

在一些实施例中，为了执行所述三维成像，所述处理器可以用于基于接收到的与在相同完整旋转周期内发射的所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

在一些实施例中，为了执行三维成像，所述处理器可以用于基于接收到的与所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

在一些实施例中，为了执行所述三维成像，所述处理器可以用于基于接收到的与在相同完整旋转周期内发射的所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

根据本申请的另一方面，提供了一种放射系统。所述放射系统可以包括用来容纳对象的空腔、旋转环、安装在所述旋转环上的第一放射源、安装在所述旋转环上的第二放射源，以及处理器。所述第一放射源可以被配置为向所述对象的第一区域发射第一锥形束，所述空腔的中心和所述第一放射源之间设置有二维准直器，以形成至少一个孔径，所述孔径调整所述第一锥形束的形状。所述第二放射源可以被配置为向所述对象的第二区域发射第二光束，所述第二区域包括所述第一区域的至少一部分。所述处理器可以用于获取所述对象的治疗计划，所述治疗计划包括与一个或以上放射区间相关的参数。所述处理器可以进一步用于根据与所述一个或以上放射区间相关的所述参数调整所述对象相对于所述第一锥形束的位置。所述处理器可以进一步用于基于与所述一个或以上放射区间相关的所述参数控制所述第一锥形束或所述第二光束中的至少一个的发射以同时执行治疗和三维成像。

在一些实施例中，由所述第二放射源产生的图像用于调整所述对象相对于所述第一放射源的所述位置，以使得所述第一区域中的靶组织以所述放射系统的等中心点为中心。

在一些实施例中，所述第一区域中的所述靶组织被划分为子体积，所述子体积在所述旋转环的不同旋转角度被连续治疗。所述处理器还用于所述处理器还用于调整所述子体积中的至少一个子体积的位置，使得所述子体积中的所述至少一个子体积的中心与所述放射系统的所述等中心点基本重合。

在一些实施例中，呼吸信息用于调整所述对象相对于所述第一放射源的所述位置，使得所述第一区域中的靶组织基本上以所述放射系统的等中心点为中心。

在一些实施例中，所述第一区域中的所述靶组织被划分为子体积，所述子体积在所述旋转环的不同旋转角度被连续治疗。所述处理器还用于调整所述子体积中的至少一个子体积的位置，使得所述子体积中的所述至少一个子体积的中心与所述放射系统的所述等中心点基本重合。

在一些实施例中，为了执行所述三维成像，所述处理器用于基于接收到的与所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

在一些实施例中，为了执行所述三维成像，所述处理器用于基于接收到的与在相同完整周期内发射的所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

在一些实施例中，为了执行所述三维成像，所述处理器用于基于接收到的与在完整旋转周期的相同部分内发射的所述第一锥形束和所述第二光束相关的射线生成三维图像。

在一些实施例中，电力经由滑环传递到所述第一放射源和所述第二放射源。

在一些实施例中，与所述第二放射源配对的探测器，被配置为检测与所述第二光束相关的射线。控制和成像数据通过滑环发送到或接收于所述配对的第二放射源和探测器。

附图说明

本申请将结合示例性实施例进一步进行描述。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，在图示多种视图下的实施例中，相似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示出的示例性放射系统的示意图；

图2是根据本申请的一些实施例示出的示例性计算设备的硬件和/或软件组件的示意图；

图3是根据本申请的一些实施例示出的示例性移动设备的硬件和/或软件组件的示意图；

图4是根据本申请的一些实施例示出的示例性放射递送装置的示意图；

图5是根据本申请的一些实施例示出的示例性滑环的示意图；

图6是根据本申请的一些实施例示出的旋转环和滑环的示例性连接的示意图；

图7a和图7b是根据本申请的一些实施例示出的示例性放射递送装置的不同配置的示意图；

图8是根据本申请的一些实施例示出的示例性多叶准直器(mlc)的示意图；

图9示出的是由mlc和相应的治疗区域形成的示例性孔径的形状的示意图；

图10是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的示意图；

图11是根据本申请的一些实施例示出的在不同旋转中的ct扫描和rt治疗的示例性过程的示意图；

图12示出的是基于对象的呼吸信息用于控制旋转环的旋转的示例性过程的流程图；

图13示出的是用于控制来自第一放射源和第二放射源的光束发射的示例性过程的流程图；

图14示出的是基于放射探测器检测到的射线调整治疗计划的示例性过程的流程图；以及

图15示出的是基于调整的治疗计划调整放射系统的一个或以上组件的示例性过程的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，对于本领域技术人员来讲，本申请可以在不采用所述细节的情况下实施。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本申请的一些方面，本申请已经以相对高级别描述了公知的方法、程序、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，对本申请披露的实施例进行的各种修改是显而易见的，并且本文中定义的通则在不背离本申请的精神及范围的情况下，可以适用于其他实施例及应用。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。

本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，并不限制本申请的范围。如本文所使用的“一”、“一个”、“所述”、“该”等词语并非特指单数，也可包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本说明书中，术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整体、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他特征、整体、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。应当理解，术语“对象”和“物体”可以互换地用作对在本申请的放射系统中经受治疗和/或成像的事物的参考。

应当理解，这里使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是以降序区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或组件的一种方法。但是，如果其他表达可以达到同样的目的，则可能会由其他表达来替换所述术语。

一般而言，本申请中的“模块”、“单元”和/或“块”指的是体现在硬件、固件中的逻辑或一组软件指令。这里所指的“模块”、“单元”和/或“块”能够通过软件和/或硬件模块执行，也可以被存储于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，软件模块/单元/块可以被编译并连接到可执行程序中。这里的软件模块可以对自身或其他模块传递的信息做出回应，并且/或者可以在检测到某些事件或中断时做出回应。被配置为在计算设备(例如，图2所示的处理器210)上执行的软件模块/单元/块可以被提供在诸如光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质的计算机可读介质上，或者作为数字下载(可以以压缩或可安装的格式存储，该格式在执行之前需要安装、解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的存储在执行计算设备的存储设备中，以由计算设备执行。软件指令可以嵌入固件中，例如可擦可编程只读存储器(eprom)。应当进一步理解，硬件模块/单元/块可以包括连接的逻辑组件，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。一般来说，这里描述的模块/单元/块是指逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者被划分成子模块/子单元/子块，而不管它们的物理组织或存储。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。

应当理解，当单元、引擎、模块或块被描述为“位于”、“连接到”、“耦合到”另一单元、引擎、模块或块时，除非上下文另有明确说明，这些单元、引擎、模块或块可以直接位于、连接到、耦合到其他单元、引擎、模块或块，也可存在其他中间单元、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。

在考虑了作为本申请一部分的附图的描述内容后，本申请所述的和其他的特征和特点，以及操作方法、相关结构元素的功能、各部件的组合、制造的经济性变得显而易见。然而，应当理解，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，附图并不是按比例的。

本申请中使用了流程图来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，流程图的操作不一定按照顺序精确地执行。相反，可以按照倒序执行或同时处理各种步骤。同时，也可以将一个或以上其他操作添加到这些流程图中。一个或以上操作也可能会从流程图中删除。

本申请的一个方面涉及一种放射递送装置，用于在放射治疗期间对对象(也称为物体)进行成像。本申请中公开的放射递送装置包括安装在旋转环上的成像放射源和治疗放射源。旋转环可围绕对象旋转。利用放射递送装置，可以在旋转环的旋转中对对象进行成像和治疗。旋转环的旋转中的治疗可以取决于根据前一旋转产生的图像数据。治疗计划可用于控制放射递送装置。可以基于图像数据和原始治疗计划来调整治疗计划。

图1是根据本申请的一些实施例示出的示例性放射系统100的示意图。放射系统100可包括放射递送装置110、网络120、一个或以上终端130、处理设备140和存储设备150。

放射递送装置110可包括第一放射源113和第二放射源111。第一放射源113的示例可以在本公开的其他地方找到(例如，图4中示出的治疗放射源430，图7中示出的治疗放射源730)。第二放射源111的示例可以在本公开的其他地方找到(例如，图4中示出的成像放射源410，图7中示出的成像放射源710)。第一放射源113可以向对象的第一区域(例如，患者或其一部分)发射第一光束(也称为第一锥形束)。第二放射源111可以向对象的第二区域发射第二光束。第二区域可以与第一区域重叠(例如，第二区域可以包括第一区域的至少一部分)。在一些实施例中，第一光束和第二光束可以各自包括至少一种射线。射线可以包括但不限于x射线、α射线、β射线、γ射线、重离子等。仅作为示例，第一放射源可以是治疗放射源，并且第一区域可以对应于治疗区域(例如，肿瘤)。第二放射源可以是成像放射源，并且第二区域可以对应于包括治疗区域的至少一部分的成像区域。第一光束的强度可以与第二光束的强度相同或不同。例如，第一光束的能量可以是几兆伏(mv)，该能量大于第二光束的能量，第二光束的能量可以是几千伏(kv)。

可以以各种方式改变放射源(例如，第一放射源113和第二放射源111)的强度。在典型配置中，与放射源相关的线性加速器(例如，电子朝向目标加速以产生x射线的加速器)可以以脉冲模式操作，其中射线在非常短的脉冲[每个脉冲持续例如3毫秒]内产生，而在脉冲期间内强度保持恒定。例如，为了实现(平均)强度的改变，可以调整脉冲的持续时间或脉冲的频率，使得当在一段时间(例如100毫秒至1秒)内平均时，光束的强度发生变化。在典型的实施例中，该平均强度被称为线性加速器的“剂量率”或“输出速率”，并且通常以每分钟的机器跳数(mu)表示。mu是机器射线输出的量度。在标准化的照射条件下，通常将标准模体中吸收的剂量校准到标准化位置。mu率是每单位时间产生的mu的数量。通常，可互换地使用术语mu率和剂量率。然而，严格意义上，剂量率不仅取决于机器射线输出，而且还取决于给予放射的对象的特性。在放射治疗中，规定了由靶组织吸收的剂量。放射系统100可以产生一系列机器参数以实现在靶组织中被吸收的规定剂量。

因此，在典型的治疗计划中，优化的主要参数之一是组织要吸收的剂量。只要暴露的对象和照射条件不改变，剂量与mu成线性比例。因此，剂量率将表示递送特定剂量的速度。如果所有其他参数(包括但不限于波束形状或源位置)保持恒定，则剂量率本身不是非常显著，因为靶中剂量的空间分布不受不同剂量率的影响。然而，如果在递送期间，任何其他参数(例如源的位置的光束形状)调整了，则剂量率的变化将影响剂量如何在目标体积上分布。在这样的条件下，还可能需要优化剂量率本身以实现正确的剂量分布。

在一些实施例中，放射递送装置110还可包括与第二放射源111相对放置的放射探测器112。在一些实施例中，放射探测器112可以安装在旋转环114上。放射探测器112可以被配置为检测射线。第二放射源111发射的第二光束可以透过对象(或被对象吸收)并且在穿过对象时衰减。放射探测器112可以检测和/或接收与衰减或散射的第二光束的至少一部分相关的射线。放射系统100(例如，处理设备140)可以基于衰减的第二光束的接收部分生成放射图像和ct图像。在一些实施例中，放射图像或ct图像可以在旋转环的完整周期或旋转的一部分(例如，1/2旋转周期、1//4旋转周期、1/10旋转周期、1/20旋转周期、1/100旋转周期等)期间获得。第一放射源113、第二放射源111和放射探测器112可以安装在旋转环114上。旋转环114可以围绕对象旋转。旋转环114的示例可以在本公开的其他地方找到(例如，图4中示出的旋转环440、图6中示出的旋转环630、图7中示出的旋转环740)。在旋转环114的旋转期间，第一放射源113与第二放射源111(和/或放射探测器112)之间的相对角度可以在旋转环114的旋转平面中保持不变。在一些实施例中，放射系统100可以包括机架116以容纳空腔117和床115。由于放射系统100是组合式治疗成像系统，床115可以是扫描床或治疗床。旋转环114可以可旋转地连接到机架上(例如，当连接到机架116时，旋转环114可以在x-y平面中旋转，但是在z方向上不移动)。床115可以被配置为承载和/或将对象(例如，患者)运送到机架116以进行成像和/或进行放射治疗。

应当注意以上对放射递送装置110的描述仅出于说明的目的而提供，并且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，做出各种各样的修正和改变。然而，这些修正和改变不会背离本申请的范围。例如，第一放射源113和第二放射源111可以都是治疗放射源。又例如，第一放射源113和第二放射源111可以都是成像放射源。仅作为示例，放射探测器可以安装在旋转环114上与第一放射源113相对的位置，用于检测由第一放射源113发射的至少一部分第一光束(当到达放射探测器时，其一部分光束可能被衰减了)。在一些实施例中，第二放射源111可以由任何其他类型的成像装置代替，例如计算机断层摄影(ct)装置、磁共振成像(mri)装置、正电子发射断层摄影(pet)装置、单个光子发射计算机断层摄影(spect)设备等，或其组合。关于放射递送装置110的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如，图4及其描述)。

网络120可以包括可促进放射系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，放射系统100的一个或以上组件(例如，放射递送装置110、终端130、处理设备140或存储设备150)可以通过网络120与放射系统100的一个或以上其他组件交流信息和/或数据。例如，处理设备140可以经由网络120获得与放射递送装置110的放射信号对应的数据。又例如，处理设备140可以经由网络120从终端130获得用户指令。在一些实施例中，网络120可以是有线网络或无线网络中的任意一种，或其组合。网络120可以是和/或包括公共网络(如，互联网)、专用网络(如，局域网(lan)、广域网(wan))、有线网络(如，以太网)、无线网络(如，802.11网络、wi-fi网络)、蜂窝网络(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、服务器计算机等，或其任意组合。仅作为示例，网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局部区域网络(wlan)、城域网(man)、公共电话交换网络(pstn)、蓝牙^tm网络、zigbee^tm网络、近场通信(nfc)网络等，或其组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或以上网络交换点。例如，网络120可以包括有线或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，放射系统100的一个或以上组件可以通过这些接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。

终端130可以包括移动设备131、平板计算机132、膝上型计算机133等，或其组合。在一些实施例中，移动设备131可以包括智能家居设备、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、智能电器的控制设备、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，可穿戴设备可以包括智能手环、智能鞋袜、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能服装、智能背包、智能配件等，或其组合。在一些实施例中，智能移动装置可包括智能电话、个人数字助理(pda)、游戏设备、导航装置、销售点(pos)装置等，或其任意组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或增强型虚拟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、增强型虚拟现实头盔、增强型虚拟现实眼镜、增强型虚拟现实眼罩等，或其任意组合。例如，虚拟现实设备和/或增强实际设备可以包括googleglass^tm、oculusrift^tm、hololens^tm、gearvr^tm等。在一些实施例中，终端130可以远程操作放射递送装置110。在一些实施例中，终端130可以经由无线连接操作放射递送装置110。在一些实施例中，终端130可以接收由用户输入的信息和/或指令，并且经由网络120将所接收的信息和/或指令发送到放射递送装置110或处理设备140。在一些实施例中，终端130可以从处理设备140接收数据和/或信息。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中，可以省略终端130。

处理设备140可以处理从放射递送装置110、终端130和/或存储设备150获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以处理与从放射递送装置110获得的一个或以上探测器的放射信号相对应的数据，并重建对象的图像。在一些实施例中，可以将重建的图像发送到终端130并显示在终端130中的一个或以上显示设备上。处理设备140可以经由网络120从终端和/或存储设备150获得治疗计划。治疗计划可以对应于放射递送装置110或其部件的特定布置。处理设备140可以进一步基于从放射递送装置110接收的数据和/或信息来调整治疗计划，并且可以基于调整的治疗计划来控制放射递送装置110。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。例如，处理设备140可以经由网络120访问存储在放射递送装置110、终端130和/或存储设备150中的信息和/或数据。又例如，处理设备140可以直接连接到放射递送装置110、终端130和/或存储设备150，以访问存储的信息和/或数据。作为另一示例，处理设备140可以集成到放射递送装置110中。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实施。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、小区云、分布云、跨云、多云等，或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以在本申请中图2所示的一个或以上组件的计算设备200上实现。

存储设备150可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以存储从终端130和/或处理设备140获得的数据。例如，存储设备150可以存储治疗计划和/或调整的治疗计划。在一些实施例中，存储设备150可以存储处理设备140可以执行或用于执行本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以包括大容量存储设备、可移除存储设备、易失性读写内存、只读存储器(rom)等，或其任意组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性的可移除存储器可以包括快闪驱动器、软盘、光盘、记忆卡、压缩碟、磁带等。示例性的可移除只读存储器可以包括随机存取存储器(ram)。示例性的ram可包括动态ram(dram)、双倍速率同步动态ram(ddrsdram)、静态ram(sram)、闸流体ram(t-ram)和零电容ram(z-ram)等。示例性的rom可以包括掩蔽型rom(mrom)、可程序rom(prom)、可抹除可程序rom(eprom)、电子可抹除可程序rom(eeprom)、压缩碟rom(cd-rom)和数字通用磁盘rom等。在一些实施例中，所述存储设备150可在云端平台上实施。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、跨云、多云等，或其任意组合。

在一些实施例中，存储设备150可以连接到网络120以与放射系统100的一个或以上组件(例如，处理设备140、终端130等)通信。放射系统100中的一个或以上组件可以经由网络120访问存储在存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以与放射系统100的一个或以上组件(例如，处理设备140、终端130等)直接连接或通信。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。

图2是根据本申请的一些实施例示出的示例性计算设备200的硬件和/或软件组件的示意图，在该计算设备200上可以实现处理设备140。如图2所示，计算设备200可以包括处理器210、存储器220、输入/输出(i/o)230和通信端口240。

处理器210可以执行计算机指令(程序代码)并且根据本文描述的技术执行处理设备140的功能。计算机指令可以包括执行本文所述的特定功能的指令，例如，例程、程序、对象、组件、信号、数据结构、过程、模块和功能。例如，处理器210可以处理从放射递送装置110、终端130、存储设备150和/或放射系统100的任何其他组件获得的数据。在一些实施例中，处理器210可以执行从终端130获得的指令。在一些实施例中，处理器201可以包括一个或以上硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算器(risc)、专用集成电路(asic)、专用指令集处理器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)、现场可编程门数组(fpga)、高级risc机器(arm)、可编程逻辑器件(pld)，能够执行一个或以上功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。仅仅为了说明，在计算设备200中仅描述了一个处理器。但应当注意的是，本申请中的计算设备200还可以包括多个处理器。因此，如本申请中描述的由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共同或单独执行。例如，如果本申请中计算设备200的处理器执行过程a和过程b，则应该理解，过程a和过程b也可以由计算设备200中的两个或更多不同的处理器共同地或单独地执行(例如，第一处理器执行过程a并且第二处理器执行过程b，或者第一处理器和第二处理器共同执行过程a和b)。

存储器220可以存储从放射递送装置110、终端130、存储设备150或放射系统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220可以包括大容量存储器、可移除存储器、易失性读写存储器、只读存储器(rom)等，或其任意组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘和磁带等。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)、双倍速率同步动态ram(ddrsdram)、静态ram(sram)、晶闸管ram(t-ram)和零电容(z-ram)等。rom可以包括掩模rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(perom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、光盘rom(cd-rom)和数字通用盘rom等。在一些实施例中，存储器220可以存储一个或以上程序及/或指令以执行在本申请中描述的示例性方法。例如，存储器220可以存储用于处理设备140的程序，用于减少或去除图像中的伪影。

i/o230可以输入或输出信号、数据、和/或信息。在一些实施例中，i/o230可以使得用户能够与处理设备140交互。在一些实施例中，i/o230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，或其任意组合。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，或其任意组合。示例性显示设备可以包括液晶显示器(lcd)、基于发光二极管(led)的显示器、平板显示器、曲面显示器、电视设备、阴极射线管(crt)等，或其任意组合。

通信端口240可以连接到网络(例如，网络120)以促进数据通信。通信端口240可以在处理设备140与放射递送装置110、终端130或存储设备150之间建立连接。所述连接可以是能够实现数据发送和接收的有线连接、无线连接，或两者的组合。有线连接可以包括电缆、光缆、电话线等，或其任意组合。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，或其任意组合。在一些实施例中，通信端口240可以是标准化端口，如rs232、rs485等。在一些实施例中，通信端口可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口240可以根据数字成像和医学通信(dicom)协议来设计的。

图3是根据本申请的一些实施例示出的示例性移动设备300的硬件和/或软件组件的示意图。如图3所示，移动设备300可以包括通信平台310、显示器320、图形处理单元(gpu)330、中央处理单元(cpu)340、输入/输出(i/o)350、内存360和存储器390。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(未显示)，亦可包括于移动设备300内。在一些实施例中，操作系统370(如，ios、android、windowsphone等)和应用380可以从存储器390加载到内存360中，以便由cpu340执行。应用380可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用，用于从处理设备140接收和呈现与图像处理有关的信息或其他信息。用户与信息流的交互可以通过i/o350实现，并通过网络120提供给处理设备140和/或放射系统100的其他组件。

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本质上是常规的，并且假定本领域技术人员对其充分熟悉以使这些技术适用于如本文所述的用于治疗和成像的放射系统。包含用户界面元素的计算机能够被用于实现个人计算机(pc)或其他类型的工作站或终端设备，被适当程序化后也可以作为服务器使用。可以认为本领域技术人员对这样的结构、程序以及这类计算机设备的一般操作都是熟悉的，因此所有附图也都不需要额外的解释。

图4是根据本申请的一些实施例示出的示例性放射递送装置的示意图。如图4所示，放射递送装置400可包括治疗放射源430(也称为第一放射源)、多叶准直器(mlc)450、成像放射源410(也被称为第二放射源)和放射探测器420。mlc可包含连续移动或呈现离散位置的叶片。mlc可以包含“二元”叶片，该叶片仅闭合(放射衰减)和打开(放射传输)状态。放射递送装置400可以是放射递送装置110的示例性实施例，但不应被视为放射递送装置110的唯一可能的配置。本领域普通技术人员可以在本申请的指导下添加、删除或修改放射递送装置110或400中的任何组件。这种修改也在本申请的保护范围之内。除非另有说明，放射递送装置110和放射递送装置400中具有相同名称的部件可以具有相同或相似的功能。

成像放射源410、治疗放射源430、mlc450和放射探测器420可以安装在旋转环440上。在一些实施例中，放射递送装置400可以包括机架470以容纳空腔480和床460。床460可以被配置为承载对象(例如，患者)和/或将对象运送到机架470，在该机架470处对象可以被成像和/或接受放射治疗。

治疗放射源430可以用于将治疗束递送到对象的治疗区域。例如，将治疗束递送到对象的治疗区域的过程可以指放射治疗(rt)。治疗区域可包括细胞团、组织、器官(例如，前列腺、肺、脑、脊柱、肝脏、胰腺、乳房等)，或其组合。在一些实施例中，治疗区域可包括肿瘤、具有肿瘤的器官或具有肿瘤的组织。治疗束可以包括粒子束、光子束、超声波束(例如，高强度聚焦超声波束)等，或其组合。粒子束可以包括中子流、质子、电子、重离子等，或其组合。光子束可以包括x射线束、γ射线束、α射线束、β射线束、紫外线束、激光束等，或其组合。x射线束的形状可以是线形、窄铅笔形、窄扇形、扇形、锥形、楔形等，或其任意组合。治疗束的能量水平可适用于放射治疗。例如，由治疗放射源430递送的x射线束可具有兆伏(mv)水平的能量。仅作为示例，由治疗放射源430发射的x射线束的能量可以是6mv。

在一些实施例中，可以根据预定治疗计划激活治疗放射源430并将治疗束发射到治疗区域。预定治疗计划可包括与一个或以上放射区间相关的参数。放射区间可以是旋转环的旋转轨迹上的弧形区间，在此处治疗放射源430将治疗束递送到治疗区域。与放射区间相关的参数可以包括期望的放射区间形状(例如，由mlc450形成的孔径的期望形状)、期望的放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)、期望的放射区间角度范围，和/或对象相对于旋转环440的期望的相对位置。例如，当在旋转环440的旋转期间达到期望的放射区间角度范围时，治疗放射源430可以基于治疗计划开始将治疗束递送到治疗区域。在一些实施例中，治疗放射源430的强度、床460的位置和/或mlc450中的叶片的形状(其对应于由mlc450形成的孔径的形状)也可以根据预定治疗计划进行调整。在治疗期间，可以跟踪治疗区域的运动，并且治疗区域的实时位置可以由处理设备140基于成像放射源410和放射探测器420产生的图像数据来确定。在一些实施例中，治疗放射源430可包括用于产生治疗束的线性加速器(linac)。

在一些实施例中，放射递送装置400还可包括放置在旋转环440上与治疗放射源430相对的治疗束探测器(图中未示出)。治疗束探测器可以被配置为检测和/或接收与从治疗放射源430发射的光束(例如，x射线治疗束)相关的射线(其可以被衰减)。治疗束探测器可以在由治疗放射源430执行的放射治疗操作期间和/或之前检测和/或接收与来自治疗放射源430的光束相关的射线。例如，在由治疗放射源430执行的放射治疗操作期间，治疗束探测器可以检测与来自治疗放射源430的光束相关的射线并监测射线的状态(例如，射线剂量)。又例如，在放射治疗操作之前，治疗放射源430可以递送预治疗束，治疗束探测器可以检测与预治疗束的至少一部分相关的射线以进行校准(例如，射线剂量的校准)。在一些实施例中，治疗束探测器的形状可以是平面的、弧形的、圆形的等，或其组合。例如，治疗束探测器可以是平板探测器，其被配置为检测由治疗放射源430发射的被对象衰减后的射线。

成像放射源410和放射探测器420(也统称为成像组件)可被配置为提供用于生成治疗区域(或与治疗区域重合的成像区域)的图像的图像数据，其可以用于确定治疗区域的实时位置，和/或跟踪治疗放射源430执行的放射治疗操作期间治疗区域的运动。在一些实施例中，对象的治疗区域的位置可能由于各种运动而随时间改变，该运动包括，例如，心脏运动(及其对其他器官的影响)、呼吸运动(肺部和/或隔膜及其对其他器官的影响)、血管脉动引起的血液流动和运动、肌肉收缩和松弛、胰腺的分泌活动等，或其组合。可以基于在放射治疗操作之前、期间和/或之后由成像组件获取的图像数据生成对象的图像(例如，ct图像、锥形束计算机断层摄影(cbct)图像、mri图像、pet图像、pet-ct图像)，并基于此图像来监测治疗区域的位置。

在一些实施例中，成像放射源410可以被配置为向对象发射成像光束。成像光束可包括粒子束、光子束等，或其组合。粒子束可包括中子流、质子、电子、重离子等，或其组合。光子束可包括x射线束、γ射线束、α射线束、β射线束、紫外线束、激光束等，或其组合。x射线束的形状可以是线形、窄铅笔形、窄扇形、扇形、锥形、楔形、四面体形等，或其任意组合。例如，放射源可以是锥形束计算机断层摄影(cbct)放射源，并且成像光束可以是锥形束。在一些实施例中，成像光束的锥角可以大于治疗束的锥角。锥角可以定义为在锥形束的横截面的直径上连接顶点和两个端点的两条线之间形成的角度。更具体地，当旋转环440旋转时，由成像光束覆盖的空间可以大于由治疗束覆盖的空间。成像光束的能级可适合于成像。在一些实施例中，成像光束的能级可以与由治疗放射源430产生的治疗束的能级相同或不同。例如，由成像放射源410递送的x射线束可具有千伏(kv)能级。仅作为示例，x射线束的能量可以是90kv。

本文包含的指导的关键可以是锥形束x射线成像系统和锥形束计算机断层摄影(cbct)的概念。在绝大多数x射线成像系统中，x射线可以通过韧致辐射过程产生，其中电子入射在x射线目标上。电子在目标中失去动能，并且该能量被转换成热量和x射线。x射线可以在所有方向上发射。在反射目标(例如，在绝大多数诊断x射线成像系统中使用的目标)中，在目标方向上发射的x射线基本上被目标吸收。离开目标的x射线以宽的立体角发射。这些射线通常通过对x射线基本透明的出射窗离开x射线管。当出射窗是圆形时，光束的形状是真正的锥形。然而，大多数系统(例如，在平面射线成像应用中)将光束准直到矩形横截面。然而，这种光束也称为锥形束。在单层ct系统中，锥形束沿着患者的长轴(患者卧榻行进的方向)比横向轴(通常沿着成像系统的旋转平面)更窄地准直。这种光束通常被称为扇形束而不是锥形束，即使在准直之前光束可以采用锥形的形式。在多层ct(和多层ct的螺旋扫描实施方案)中，探测器通常具有比在扇形束ct中更大的轴向范围。然而，通常不将多层ct的光束称为锥形束，因为与横向方向相比，它在轴向方向上更加基本准直。

线性加速器x放射源(例如，治疗放射源430和成像放射源410)几乎普遍地依赖于来自透射目标的韧致辐射以产生光子束。像反射源一样，透射目标也可以产生在所有方向上行进的x射线。然而，目标本身对出现的x射线基本上是透明的。入射电子的能量越高，光子在前向(透射)方向(与原始电子束的方向更紧密对准的方向)上的通量就越集中。新出现的光子束几乎总是被锥形初级准直器准直，基本上形成锥形束。然而，该锥形束可以进一步准直。在大多数系统中，通过矩形钳口和/或2d多叶准直器实现准直。在本申请中，这种准直的光束也称为锥形束。相比之下，少数射线治疗系统，例如在美国专利no.5,548,627(其描述了放射治疗系统的螺旋断层放射治疗的基础)中描述的，被设计成“仅在机架平面内”产生光束。这种系统中的机架平面基本上窄于患者和治疗区域的横向范围。通过类比扇形束ct和多层ct的情况，沿着患者的长轴的这种窄的准直意味着这种光束不被具有x射线成像和治疗系统领域的普通技术人员视为锥形束。在扇形束ct、多层ct和断层放射治疗中，患者承载物几乎总是沿着患者的长轴平移，以便成像和/或治疗所有感兴趣的体积。在锥形束ct和2d(准直)锥形束治疗中，患者承载物几乎从不移动以完成感兴趣体积的成像和/或治疗。

鉴于上述情况，术语“锥角”应用于准直锥形束，被视为准直光束源处的准直光束通过准直区域的边缘的形成的角度，沿着区域的特定方向被准直。理解本文包含的指导需要消除“ct探测器”(例如，放射探测器420)的概念的歧义。对于cbct，通常使用平板探测器。这些探测器几乎总是具有相对大的面积(例如，8英寸×8英寸、16×16英寸、40厘米×30厘米)和低纵横比(长度与宽度的比例，例如1:1和4:3)。相比之下，ct探测器可能不是平面的，并且具有更高的纵横比，其中探测器在旋转平面(横向范围或扇形角)中的弧长大大超过探测器的轴向尺寸(以及受制于源的轴向角度)。在大多数情况下，ct探测器沿着与源相同半径的等中心弧排列。在大多数情况下，ct探测器组件包括准直器，其将探测器元件准直到源。实际上，每个轴向探测器的行被准直为扇形束。

放射探测器420可以被配置为检测或接收与成像放射源410发射的成像光束的至少一部分相关的射线，以生成成像数据(例如，投影数据)。可以将该成像数据发送到处理设备140以进行进一步处理。处理设备140可以基于该成像数据重建对象或其一部分的图像。可以基于该图像确定对象的治疗区域的位置。

在一些实施例中，放射探测器420可包括一个或以上探测器单元。探测器单元可包括闪烁体层(例如，碘化铯闪烁体层、氧硫化钆闪烁体层)、气体探测器等。在一些实施例中，探测器单元可以布置成单行、两行或任何其他数量的行。仅作为示例，放射探测器420可以是用于检测x射线(例如，由成像放射源410射出的被对象衰减之后的射线)的ct探测器。放射探测器420的形状可以是平面的、弧形的、圆形的等，或其组合。例如，放射探测器420可以是平板探测器。在一些实施例中，可以采用双层探测器或光子计数探测器来从照射的x射线束获得能量信息。

机架470可以被配置为承载放射递送装置110的一个或以上组件(例如，治疗放射源430、治疗束探测器、成像放射源410、放射探测器420)。在一些实施例中，机架470可包括运动限制部件，用于限制旋转环440的运动(例如，沿z方向的运动)。在旋转环440的运动期间，运动限制部件还可以保护放射递送装置400的一个或以上组件免于从放射递送装置400摆出。仅作为示例，运动限制部件可以是旋转环440(和/或其部件)外部的壳体。运动限制部件可以附接到机架470的内表面。

在一些实施例中，放射递送装置400还可包括冷却装置(图中未示出)。该冷却装置可以被配置为产生、传递、递送、引导或循环冷却介质到放射递送装置400以吸收在成像过程和/或放射治疗操作期间由放射递送装置400(例如，放射探测器420)产生的热量。床460可以被配置为承载和/或运输待成像和/或进行放射治疗的对象(例如，患者)。

图5是根据本申请的一些实施例示出的示例性滑环的示意图。如图5所示，滑环500可包括固定部分510、连接器520和旋转部分540。在一些实施例中，固定部分510可以是固定的，并且旋转部分540可以围绕其中心轴(即，虚线)旋转。旋转部分540和固定部分510可以经由连接器520彼此连接。固定部分510可以电连接到电源(例如，三相电源)。固定部分510可以从电源提取电力并且经由固定部分510内的电缆将电力传输到三个导电端口550(其可以分别对应于火线、零线和接地线)。三个导电端口550可以分别接触并电连接到安装在旋转部分540的表面上的三个导电条530。无论旋转部分540是旋转还是静止，导电条都可以连续地连接到相应的导电条。在一些实施例中，旋转部分540可以连接到旋转环(例如，旋转环114、旋转环440)。这样，滑环500可使旋转环114能够围绕对象连续旋转并向安装在旋转环114上的部件(例如，第一放射源113、第二放射源111和/或放射探测器112)供电。滑环500还可以传输以下数据的一个或以上：由线性加速器接收或发送的控制数据、由与第一放射源和第二放射源配对的成像探测器接收或发送的控制和成像数据、由第二放射源接收或发送的控制数据(如曝光量、光束能量和x射线脉冲定时)。

在一些实施例中，滑环可以由任何类型的可旋转部件代替，例如齿轮、卷筒、旋转轴等。例如，旋转环114的旋转通过滑环、齿轮、卷筒或旋转轴中的至少一个来驱动。在可旋转部件不能向旋转环630供电的情况下，旋转环630和/或其部件(例如，成像源410、放射探测器420和/或治疗源430)可以由放置在旋转环630内的电池或超级电容器供电。又例如，旋转环630和/或其组件可以通过无线充电装置等充电。

图6是根据本申请的一些实施例示出的旋转环和滑环的示例性连接的示意图。如图6所示，放射递送装置600可包括机架610、连接器620和滑环的固定部分640、以及旋转环630。固定部分640可以固定地连接到机架610，并且可以在旋转部分(或旋转环630)旋转时保持静止。旋转环630可以安装在旋转部分(图中未示出)上。在一些实施例中，连接器620可各自包括三个导电端口(类似于导电端口550)。旋转部分(或旋转环630)可包括围绕其圆周的三个导电条。连接器620的导电端口可以在相应位置处接触并电连接到导电条。连接器620可以保持并向旋转环630供电。

图7a和图7b是根据本申请的一些实施例示出的示例性放射递送装置的不同配置的示意图。在一些实施例中，图7a和图7b可分别对应于旋转之前和之后的同一放射递送装置700。在一些实施例中，放射递送装置700可以是放射递送装置110的示例性实施例，但不应被视为放射递送装置110的唯一可能的配置。本领域普通技术人员可以在本申请的指导下添加、删除或修改放射递送装置110或700中的任何组件。这种修改也在本申请的保护范围之内。除非另有说明，放射递送装置110和放射递送装置700中具有相同名称的组件可具有类似的功能。

如图7a所示，放射递送装置700可以包括治疗放射源730(也称为第一放射源)、成像放射源710(也称为第二放射源)、放射探测器720、旋转环740、mlc750和机架760。对象770(例如，患者)可以躺在床上(图中未示出)。对象770可以包括肿瘤区域780并且被扫描和/或接受放射治疗。在一些实施例中，治疗放射源730可以向对象770的治疗区域发射治疗束。mlc750可包括形成孔径的至少两个叶片。孔径可以调整治疗束的形状。可以根据治疗计划在旋转环740的旋转期间移动mlc750。

成像放射源710可以向对象770的成像区域发射成像光束。放射探测器720可以接收衰减的成像光束，该衰减的成像光束透过成像区域，并且生成与成像区域相关的图像数据。为了获得对象770的治疗区域的图像数据，成像区域可以包括治疗区域或与治疗区域重叠。如本文所使用的，治疗区域(或成像区域)可以被定义为治疗束射向对象770的区域。理想地，与放射治疗相关的治疗区域可以与对象770的肿瘤区域780一致。

在一些实施例中，放射递送装置700可基于治疗计划进行操作。治疗计划可包括与一个或以上放射区间相关的至少两个参数。放射区间可以是旋转环的旋转轨迹上的弧形区间，在其上，治疗放射源730将治疗束传递到治疗区域。与一个或以上放射区间相关的参数可包括期望的放射区间形状、期望的放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)、期望的放射区间角度范围和/或对象相对于旋转环740的期望的相对位置。在一些实施例中，当旋转环740旋转时，成像放射源710可在旋转环740的旋转的360度(也称为完整周期)的整个或大部分期间发射成像光束，并且放射探测器720可以检测与成像光束相关的射线。然而，治疗放射源730可以基于治疗计划仅在期望的放射区间角度范围(例如，从0度到20度、从65度到90度)操作。当治疗放射源730到达放射区间时，mlc750也可以基于治疗计划的期望的放射区间形状改变其形成的孔径的形状。

在一些实施例中，图7a示出了在旋转环740旋转之前放射递送装置700的配置。图7b示出了在旋转环740旋转90度之后的同一放射递送装置700的配置。从图7a和图7b可以注意到，旋转环740的旋转平面中的治疗放射源730和成像放射源710(和/或放射探测器720)之间的相对角度在旋转环740的旋转期间，可以保持不变。可以理解的是，旋转环740可以继续旋转，并且当旋转环740旋转360度(即，旋转环旋转完整周期)时，放射递送装置700的部件可以返回到类似于图7a中所示的它们各自的位置的初始位置。

在一些实施例中，本申请中的完整周期通常可以指(旋转环的)360度的旋转。然而，本申请中公开的成像或治疗过程可能仅持续360度的一部分。因此，完整周期还可以指小于或等于360度(例如，270度、300度)的特定角度的旋转，以使本申请中公开的成像或治疗过程已经完成，或治疗结果或图像数据足以进行进一步处理。

图8是根据本申请的一些实施例示出的示例性多叶准直器(mlc)的示意图。多叶准直器(mlc)800可包括至少两个叶片810、轨道箱820、至少两个电动机830和壳体840。每个电动机830可以控制相应的叶片810的移动(例如，线性移动)。至少两个电动机830可以由处理设备(例如，处理设备140)控制，使得它们可以以受控方式(例如，基于治疗计划)移动至少两个叶片以形成期望的孔径形状。

图9示出的是由mlc和相应的治疗区域形成的示例性孔径的形状的示意图。在一些实施例中，mlc900可以放置在治疗放射源(例如，第一放射源113、治疗放射源430、治疗放射源730)和空腔(例如，空腔117)之间。mlc900可以将从放射源发射的光束的形状调整为类似于由mlc的叶片920形成的孔径930的形状。在一些实施例中，处理设备140可以获得治疗计划。治疗计划可包括放射区间的期望的放射区间形状。期望的放射区间形状可以对应于期望的治疗区域940的形状。可以基于治疗计划移动mlc的叶片920，使得由叶片920形成的孔径930可以调整从放射源发射的光束的形状。可以向所述期望的治疗区域940传递该调整的光束并使其匹配(或近似匹配)期望的治疗区域940。

图10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140可包括获取模块1010、控制模块1020、处理模块1030和存储模块1040。处理设备140的至少一部分可以在如图2所示的计算设备或如图3所示的移动设备上实现。

获取模块1010可以获取成像数据。在一些实施例中，获取模块1010可以从放射递送装置110、终端130、存储设备150和/或外部数据源(未示出)获取成像数据(例如，ct成像数据)。在一些实施例中，成像数据可包括原始数据(例如，投影数据)。例如，可以基于检测到的成像光束生成成像数据(例如，投影数据)，其中成像光束的一部分已经通过在放射递送装置110中成像和处理的对象。在一些实施例中，获取模块1010可以获取用于处理成像数据的一个或以上指令。该指令可以由处理设备140的处理器执行以实现本公开中描述的示例性方法。在一些实施例中，可以将所获取的成像数据发送到存储模块1040以进行存储。

在一些实施例中，获取模块1010可以获取对象的治疗计划。该治疗计划可包括与至少一个放射区间相关的参数。该放射区间可以是旋转环的旋转轨迹上的弧形区间，在其上治疗放射源将治疗束传递到治疗区域。获取模块1010可以从放射系统100的一个或以上组件(例如，存储设备150、终端130)或通过网络120从外部源(例如，电子病历、医疗数据库)获取治疗计划。

控制模块1020可以控制获取模块1010、存储模块1040、处理模块1030(例如，通过生成一个或以上控制参数)、放射递送装置110等的操作。例如，控制模块1020可以使获取模块1010获取成像数据，获取成像数据的定时等。又例如，控制模块1020可以使处理模块1030处理由获取模块1010获取的成像数据。在一些实施例中，控制模块1020可以控制放射递送装置110的操作。例如，控制模块1020可以使放射递送装置110(例如，治疗组件)开始、暂停、停止和/或恢复将成像光束和/或治疗束传递到对象。又例如，控制模块1020可以使放射递送装置110递送调整到对象的成像光束或治疗束的放射剂量。

在一些实施例中，控制模块1020可以从操作者接收实时指令或者检索由用户(例如，医生)提供的预定指令以控制放射递送装置110、获取模块1010、和/或处理模块1030中的一个或以上操作。例如，控制模块1020可以调整获取模块1010和/或处理模块1030，以根据实时指令和/或预定指令生成对象的一个或以上图像。又例如，控制模块1020可以使放射递送装置110根据实时指令和/或预定指令调整递送到对象的治疗束。作为另一示例，控制模块1020可以基于根据所生成的图像对对象的治疗区域的位置的实时监视来关闭和/或调整治疗组件的治疗束的递送。作为又一示例，控制模块1020可以使得床115和/或治疗组件(例如，第一放射源113)的位置根据所生成的图像进行调整，以使治疗束可以瞄准对象的治疗区域。在一些实施例中，控制模块1020可以与处理设备140的一个或以上其他模块通信，以交换信息和/或数据。

处理模块1030可以处理由处理设备140的各种模块提供的信息。处理模块1030可以处理由获取模块1010获取的成像数据，从存储模块1040和/或存储设备150获取的成像数据，等。在一些实施例中，处理模块1030可以根据重建技术基于成像数据重建一个或以上图像。重建技术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、滤波反投影(fbp)算法、扇束重建算法、分析重建算法等，或其组合。可以在有限的角度范围上应用重建技术以执行断层合成成像。在一些实施例中，处理模块1030可以在重建之前对成像数据执行预处理。预处理可以包括，例如，成像数据归一化、成像数据平滑、成像数据抑制、成像数据编码(或解码)、去噪等。

在一些实施例中，基于包括治疗区域的对象的一个或以上重建图像，处理模块1030可以确定治疗区域的位置或形状的改变。在一些实施例中，处理模块1030可以基于图像及其分析来确定是否需要关于治疗计划的任何改变或调整，和/或确定所需的调整。根据确定的调整，控制模块1020可以实施调整。例如，控制模块1020可以使放射递送装置110递送经调整的治疗束或调整对象的位置。例如，处理模块1030可以将治疗区域的运动信息发送到控制模块1020。相应地，控制模块1020可以控制放射递送装置110以通过例如暂停递送和/或改变治疗束源的位置来调节治疗束的输送。又例如，控制模块1020可以相应地控制放射递送装置110以相对于治疗束调整对象的位置。

在一些实施例中，可以实时监测和/或调整治疗计划的递送。例如，基于成像扫描组件和/或获取模块1010获取(例如，实时)的成像数据，处理模块1030可以自动生成和/或分析图像以监视对象的治疗区域的位置，和/或评估治疗区域的位置的变化，在此基础上处理模块1030可以确定如何进一步进行治疗计划(例如，按计划继续放射治疗，根据修订的计划继续放射治疗，或终止放射治疗等)。处理模块1030可以基于所生成的图像来确定治疗区域的位置。在一些实施例中，可以利用用户的输入半自动地执行监视、评估和/或调整。例如，基于成像扫描组件和/或获取模块1010获取(例如，实时)的成像数据，处理模块1030可以生成一个或以上图像并发送它们以在终端130(例如，显示器)上呈现，使得用户可以分析图像并提供关于如何进一步进行治疗计划的指令(例如，按计划继续放射治疗，根据修订的计划继续放射治疗，或终止放射治疗等)。处理模块1030可以相应地确定是否需要对治疗计划进行任何调整。如果目标区域的位置或形状的改变在阈值内，则处理模块1030可以自动确定调整并将其发送到控制模块1020以实施。在一些实施例中，可以在处理模块1030进行这样的确定时生成通知。如果目标区域的位置或形状的改变不在阈值内，则处理模块1030可以生成对用户(例如，医生)的通知，以从用户寻求关于如何继续进行的指令。

存储模块1040可以存储成像数据、控制参数、处理的成像数据、治疗计划、调整的治疗计划等，或其组合。在一些实施例中，存储模块1040可以存储可以由处理设备140的处理器执行的一个或以上程序和/或指令，以执行本公开中描述的示例性方法。例如，存储模块1040可以存储可以由处理设备140的处理器执行的程序和/或指令，以获取对象的成像数据，基于成像数据重建一个或以上图像，确定图像中的roi，基于图像检测对象的治疗区域的位置或形状的变化，修改治疗束到治疗区域的递送，和/或基于检测到的治疗区域的位置或形状的变化来调整对象相对于治疗束的位置。

在一些实施例中，图10中所示的一个或以上模块可以在如图1所示的放射系统100的至少一部分中实现。例如，获取模块1010、控制模块1020、处理模块1030和/或存储模块1040可以经由处理设备140和/或终端130来实现。

图11是根据本申请的一些实施例示出的在不同旋转中的ct扫描和rt治疗的示例性过程的示意图。在一些实施例中，图11的每行中的ct扫描和/或rt治疗可对应于旋转环(例如，旋转环114、旋转环440、旋转环630、旋转环740)的旋转(或360度的旋转)。例如，第二ct扫描1125和第二rt治疗1120可以对应于第二旋转。ct扫描可以由成像组件(例如，第二放射源111和放射探测器112、成像放射源410和放射探测器420、成像放射源710和放射探测器720)执行。rt治疗可以通过治疗放射源(例如，第一放射源113、治疗放射源430、治疗放射源730)来执行。如图11所示，当前旋转中的rt治疗可以与ct扫描结果和前一旋转中的rt治疗相关。例如，第五rt治疗1150可以与第三ct扫描1145和第四rt治疗1140相关。更具体地，旋转环的每次旋转可以与治疗计划相关。治疗计划可包括与一个或以上放射区间相关的至少两个参数。放射区间可以是旋转环的旋转轨迹上的弧形区间，在其上治疗放射源将治疗束传递到治疗区域。与一个或以上放射区间相关的参数可以包括期望的放射区间形状，期望的放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)，期望的放射区间角度范围和/或对象相对于旋转环的期望的相对位置。

在一些实施例中，可以基于先前旋转中的ct扫描结果(例如，ct图像数据)来调整先前旋转中的治疗计划或其参数。可以通过调整的治疗计划来确定当前旋转中的rt治疗。在一些实施例中，处理模块1030可以使旋转环旋转第一完整旋转和第二完整旋转，第二完整旋转在第一完整旋转之后。然后，处理模块1030可以基于放射探测器在第一完整旋转中检测到的射线来调整与放射区间相关的参数，在第二完整旋转，第一放射源在该放射区间中发射第一锥形束。此外，处理模块1030可以基于与放射区间相关的调整的参数来控制第一锥形束的发射。类似地，处理模块1030可以基于放射探测器在第二完整旋转中检测到的射线来调整与放射区间相关的参数，在第三次完整旋转，第一放射源在该放射区间中发射第一锥形束，并根据调整的参数控制第一锥形束的发射。调整与放射区间相关的参数和基于调整的参数控制第一锥形束的发射的类似过程可以在随后的旋转中重复执行。

在一些实施例中，处理模块1030可以基于当前旋转中的放射探测器检测到的射线来调整与放射探测器在当前旋转中的射线检测之后的放射区间相关的参数。处理模块1030可以根据与在当前旋转中的放射区间相关的调整后的参数，控制在放射探测器射线检测之后的放射区间的rt治疗(或者第一锥形束的发射)。

图12示出的是用于基于对象的呼吸信息控制旋转环的旋转的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程1200的一个或以上操作可以在图1中所示的放射系统100中实现。例如，过程1200可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备150和/或存储器220中，并且由处理设备140(例如，如图2所示的计算设备200中的处理器210、如图3所示的移动设备300的cpu340、如图10所示的处理设备140的一个或以上模块等)调用和/或执行。又例如，过程1200的至少一部分可以在放射递送装置110上实施。以下呈现的所示过程的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，过程1200可以通过一个或以上未描述的额外操作，和/或删减一个或以上此处所描述的操作来实现。此外，图12中所示的过程1200和下文描述的的操作顺序并不对此加以限制。

在操作1210中，处理模块1030可以获得对象的呼吸信息。对象的呼吸信息可包括对象的平均呼吸周期、最小呼吸周期、最大呼吸周期。在一些实施例中，呼吸周期可以被定义为对象吸气和呼气的周期。对象的呼吸信息还可以包括平均吸气周期和平均呼气周期。

在一些实施例中，呼吸信息可以由呼吸信息获取设备获得。例如，呼吸信息获取设备可以是相机。相机可以被配置为监视对象的嘴并基于嘴的形状和大小确定呼吸信息。又例如，呼吸信息获取设备可包括气体探测器(例如，空气掩模)。气体探测器可以放置在患者的嘴和/或鼻子上并且充当空气交换通道。可以基于流入/流出空气交换通道的空气来确定呼吸信息。

在操作1220中，处理模块1030可以基于对象的呼吸信息确定旋转环的旋转参数。仅作为示例，肺和/或隔膜的呼吸运动及其对其他器官的影响可能影响本申请中其他地方公开的ct扫描或放射治疗的质量。可以控制旋转环的旋转速度(即，旋转参数)以减小呼吸运动的影响。在一些实施例中，旋转环的旋转速度(或旋转参数)可以被控制为不大于平均呼吸周期的一半。例如，如果平均呼吸周期是3秒，则旋转环的旋转速度(或旋转参数)可以被控制为每秒1圈。在一些实施例中，旋转环旋转完整旋转的周期可小于30秒。在一些实施例中，旋转环旋转完整旋转的周期可以是固定值，例如1秒、2秒、5秒、10秒、30秒等。又例如，可以基于平均呼吸周期或其他呼吸信息动态地改变旋转环的旋转速度。

在操作1230中，处理模块1030可以基于旋转参数来控制旋转环的旋转。例如，处理模块1030可以向旋转环的电动机发送指令以增加或减小旋转环的旋转速度。

图13示出的是用于控制来自第一放射源和第二放射源的光束发射的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程1300的一个或以上操作可以在图1中所示的放射系统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150和/或存储器220中，并且由处理设备140(例如，如图2所示的计算设备200中的处理器210、如图3所示的移动设备300的cpu340、如图10所示的处理设备140的一个或以上模块等)调用和/或执行。又例如，过程1300的至少一部分可以在放射递送装置110上实现。以下呈现的所示过程的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，过程1300可以通过一个或以上未描述的额外操作，和/或删减一个或以上此处所描述的操作来实现。此外，图13中所示的过程1300中和下文描述的操作顺序并非对此加以限制。

在操作1310中，获取模块1010可以获得对象的治疗计划。治疗计划可以包括用于控制将被递送到治疗区域(例如，肿瘤区域)的递送射线并且保护治疗区域周围的健康组织免受射线损伤的参数。可以基于放射递送装置(例如，放射递送装置110)的一组或以上优化目标和/或一个或以上约束来确定治疗计划。治疗计划可以包括与至少一个放射区间相关的参数。放射区间可以是旋转环的旋转轨迹上的弧形区间，在其上，治疗放射源(例如，第一放射源113、治疗放射源430、治疗放射源730)递送治疗束到治疗区域。与放射区间相关的参数可以包括期望的放射区间形状(例如，由mlc(例如，mlc450、mlc750、mlc900)形成的孔径的期望形状)、期望的放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)、期望的放射区间角度范围，和/或对象相对于旋转环的期望的相对位置。关于治疗计划的产生的细节可以与本申请同日递交的名称为“systemsandmethoesforgeneratingradiationtreatmentplan”的国际专利申请no.pct/cn2018/……(律师案卷编号：20618-0341wo00)相关，其内容通过引用被包含于此。

在一些实施例中，获取模块1010可以从放射系统100的一个或以上组件获得治疗计划，例如存储设备(例如，存储设备150)、终端(例如，终端130)等。可替代地，获取模块1010可以经由网络120从外部源获得治疗计划。例如，获取模块1010可以从电子病历、医学数据库等获得治疗计划。

在操作1320中，控制模块1020可以使旋转环围绕对象旋转。如本申请中其他地方所述，治疗放射源(例如，第一放射源113、治疗放射源430、治疗放射源730)、成像放射源(例如，第二放射源111、成像放射源410、成像放射源710)和放射探测器(例如，放射探测器112、放射探测器420、放射探测器720)可以安装在旋转环(例如，旋转环114、旋转环440、旋转环630、旋转环740)上，并且旋转环可围绕对象旋转。在旋转环的旋转期间，处理放射源和成像放射源之间的相对角度可以在旋转环的旋转平面中保持不变。

可能需要通过对治疗区域(或对象)进行成像来监视治疗区域的位置或形状，从而可以基于治疗区域的位置来引导放射治疗。放射治疗(或放射治疗过程的一部分)可以在旋转环的旋转期间与成像操作(例如，三维成像)同时执行。在一些实施例中，三维成像可以包括基于与第一锥形束和第二光束中的任一个或两者相关的接收射线生成三维图像。仅作为示例，第一锥形束和第二光束可以在相同的旋转周期或旋转周期的相同部分中发射。在一些实施例中，可以确定对象的治疗区域的位置或形状的变化(例如，呼吸运动、心脏运动)，使得控制模块1020可以控制旋转环以及治疗放射源和成像组件(包括成像放射源和放射探测器)以相对高的速度旋转，以确保由成像组件产生的图像具有相对高的质量(例如，相对高的清晰度、相对低的失真)。

在操作1330中，控制模块1020可以基于治疗计划移动mlc中的至少两个叶片。mlc(例如，mlc450、mlc750、mlc900)可以调整由第一放射源113发射的光束的形状。治疗计划可包括放射区间的期望的放射区间形状。期望的放射区间形状可以对应于期望的治疗区域(例如，治疗区域940)的形状。可以基于治疗计划移动mlc的叶片，使得由叶片形成的孔径可以调整从放射源发射的光束的形状。可以向所述期望的治疗区域递送调整后的光束并使其与期望的治疗区域匹配(或近似匹配)。

在操作1340中，控制模块1020可以基于治疗计划控制第一放射源向对象的第一区域发射第一光束。当旋转环(或第一放射源)旋转时，第一放射源可以向对象的治疗区域发射第一光束。在一些实施例中，第一放射源是治疗放射源，并且第一区域是治疗区域(例如，肿瘤)。可选地，第一放射源是成像放射源，并且第一区域是成像区域。

在一些实施例中，第一放射源可以在至少两个放射区间处向对象的第一区域发射至少两个第一光束。不同放射区间中的光束形状和光束强度可以不同。在一些实施例中，可以调整mlc的叶片以提供对应于至少两个放射区间的光束形状。在一些实施例中，可以在两个放射区间之间的间隔期间调整mlc。

仅作为示例，存在两个放射区间，例如第一放射区间和第二放射区间。在发射射线束之前，第一放射源可以旋转到第一放射位置。第一放射位置可以对应于第一放射区间的放射区间角度。可以将mlc调整到第一配置，以形成与第一放射区间的形状对应的孔径。然后，控制模块1020可以控制第一放射源以在第一放射区间的旋转期间发射具有第一射线强度的光束。当第一放射源即将离开第一放射区间的放射区间角度时，控制模块1020可以控制第一放射源以停止发射光束。控制模块1020可以将mlc调整为第二配置以形成与第二放射区间的形状对应的孔径。当第一放射源113旋转到第二放射区间时，mlc可以将其叶片移动到第二配置，并且控制模块1020可以控制第一放射源113在第二放射区间的旋转期间发射具有第二射线强度的光束。

在操作1350中，控制模块1020可以基于治疗计划控制第二放射源向对象的第二区域发射第二光束。在一些实施例中，当旋转环(或第二放射源)以相对高的速度旋转时，第二放射源可以向对象的第二区域发射第二光束。

在一些实施例中，第一放射源和第二放射源可以执行相同的功能。例如，第一放射源和第二放射源都可以被配置为将治疗束递送到治疗区域，或者两者都被配置为生成对象(包括治疗区域)的图像数据。在一些实施例中，第一放射源可以被配置为将射线递送到治疗区域，而第二放射源可以被配置为生成对象(包括治疗区域)的图像数据。

在操作1360中，处理模块1030可以基于放射探测器(例如，放射探测器112)获得的图像数据生成ct图像，所述图像数据是根据根据放射探测器探测到的与第一光束和/或第二光束相关的射线获得的。第一光束和/或第二光束可以在同一完整周期或同一完整周期的相同的部分发射。ct图像可以包括二维(2d)图、三维(3d)图像等。在一些实施例中，图像可包括与对象的一个或以上成像区域(例如，肿瘤、oar、其他健康器官或组织)相关的信息。

在一些实施例中，成像组件可以扫描对象以连续地或不连续地获取图像数据。图像数据可用于重建或生成对象的一个或以上图像。在一些实施例中，成像组件可以以特定间隔(例如，每旋转5度一次、每旋转10度一次等)扫描对象。在一些实施例中，为了生成多层中的图像，可以沿着图中所示的z轴方向移动承载对象的床(例如，床115、床460)。在一些实施例中，当床移动时，控制模块1020可以使治疗放射源停止或暂停发送射线束。在一些实施例中，治疗计划可以考虑到床的移动，并且治疗放射源可以在床移动时保持发射射线束。

在一些实施例中，处理模块1030可以根据重建算法基于由成像组件获取的图像数据来重建一个或以上图像。重建算法可以包括迭代重建算法(例如，统计重建算法)、傅立叶切片定理算法、滤波反投影(fbp)算法、扇束重建算法、分析重建算法等，或其组合。

在1370中，控制模块1020(和/或处理模块1030)可以基于ct图像数据调整治疗计划的至少一部分。在一些实施例中，处理模块1030可以将生成的ct图像数据与治疗计划图像数据进行比较。治疗计划图像数据可以指用于生成或调整治疗计划的图像数据。处理模块1030可以基于比较结果确定是否需要调整治疗计划。响应于需要调整治疗计划的确定结果，控制模块1020可以调整治疗计划的至少一部分，例如，与治疗计划相关的至少一个参数。关于治疗计划的调整的更多描述可以在本申请的其他地方找到(例如，图14及其相关描述)。在一些实施例中，控制模块1020可以基于比较的结果调整对象的位置，但是不调整治疗计划。或者，控制模块1020可以调整治疗计划和对象的位置。

图14示出的是基于与第一放射源和/或第二放射源相关的检测到的射线来调整治疗计划的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程1400的一个或以上操作可以在图1中所示的放射系统100中实现。例如，过程1400可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备150和/或存储器220中，并且由处理设备140(例如，如图2所示的计算设备200的处理器210、如图3所示的移动设备300的cpu340、如图4所示的处理设备140的一个或以上模块等)调用和/或执行。又例如，过程1400的至少一部分可以在放射递送装置110上实现。以下呈现的所示过程的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，过程1400可以通过一个或以上未描述的额外操作，和/或删减一个或以上此处所描述的操作来实现。此外，图14中所示的过程1400中和下文描述的操作顺序并非对此加以限制。

在操作1410中，处理模块1030可以获得对象的治疗计划图像数据。治疗计划图像数据可以指用于确定和/或调整治疗计划的图像数据。在一些实施例中，治疗计划图像数据可以是与对象相关的初始ct图像数据。例如，初始ct图像数据可以通过第二放射源111和放射探测器112获得。又例如，初始ct图像数据可以通过放射递送装置110外部的成像组件获得。

在操作1420中，处理模块1030可以获得对象的ct图像数据。可以根据过程1300中的操作1360生成对象的ct图像数据。

在操作1430中，处理模块1030可以将所生成的ct图像数据与治疗计划图像数据进行比较。在一些实施例中，基于生成的ct图像数据与治疗计划图像数据之间的比较，处理模块1030可以确定与对象相关的治疗区域的位置变化(和/或形状变化)是否已经发生和/或确定这种变化(如果有的话)的大小。在一些实施例中，与对象相关的位置改变可以指治疗区域(例如，肿瘤)和/或oar的位置的改变，其可以由对象的移动引起，例如，心脏运动、肺和/或横膈膜的呼吸运动、肌肉收缩和松弛、对象相对于床115的位移等，或其组合。通过将生成的ct图像数据与治疗计划图像数据进行比较，处理模块1030可以确定治疗区域(例如，肿瘤)和/或oar的位置变化。在一些实施例中，生成的ct图像数据和治疗计划图像数据都可以是3d图像数据。或者，所生成的ct图像数据和治疗计划图像数据中的任一个或两者可以是二维(2d)图像数据。在生成的ct图像数据和治疗计划图像中的一个是二维而另一个是三维的情况下(例如，生成的ct图像数据是二维并且治疗计划图像数据是三维)，治疗计划图像数据可以被预先投影以生成二维治疗计划图像数据，并与已经在二维中生成的ct图像数据进行比较。

在操作1440中，处理模块1030可以基于比较的结果确定是否需要调整治疗计划。例如，处理模块1030可以确定治疗区域的位置变化(或其大小)是否超过阈值。阈值可以根据不同的器官和对象预先确定。响应于治疗区域的位置变化不超过阈值的确定结果，处理模块1030可以确定不需要调整治疗计划，放射治疗程序可以继续，并且过程1400可以返回到1420以获得新的ct图像数据。新的ct图像数据可以经历类似的操作1430-1440。响应于治疗区域的位置的变化超过阈值的确定结果，处理模块1030可以确定需要调整治疗计划，并且过程1400可以进行到操作1450。

在操作1450中，控制模块1020可以暂停或停止从第一放射源发射至少两个射线束。在一些实施例中，当暂停或停止从第一放射源发射射线束时，控制模块1020可以使第一放射源停止旋转或以较低的旋转速度旋转。处理模块1030可以基于在操作1420中获得的ct图像数据(和/或ct图像数据与治疗计划图像数据之间的比较)来调整与治疗计划相关的至少一些参数。在一些实施例中，可以调整与放射区间相关的一些参数，而其他参数可以保持不变。例如，如果在治疗区域的位置及其中心保持不变的情况下识别治疗区域的形状变化，则可以仅调整治疗计划中的放射区间的区间形状，而其他参数可以没有调整。

在对治疗计划进行调整之后，可以控制放射递送装置以正常或降低的旋转速度和/或射线强度再次工作。在一些实施例中，调整后的治疗计划可以替换先前的治疗计划并且可以在调整之后用于旋转。或者，调整后的治疗计划仅用于一定次数旋转，然后用于旋转的原始治疗计划在这之后使用。

图15示出的是基于调整后的治疗计划调整放射系统的一个或以上组件的示例性过程的流程图。在一些实施例中，过程1500的一个或以上操作可以在图1中所示的放射系统100中实现。例如，过程1500可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备150和/或存储器220中，并且由处理设备140(例如，如图2所示的计算设备200中的处理器210、如图3所示的移动设备300的cpu340、如图4所示的处理设备140的一个或以上模块等)调用和/或执行。又例如，过程1500的至少一部分可以在放射递送装置110上实现。以下呈现的所示过程的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，过程1500可以通过一个或以上未描述的额外操作，和/或删减一个或以上此处所描述的操作来实现。此外，图15中所示的过程1500中和下文描述的操作顺序并非对此加以限制。

在操作1510中，处理模块1030可以获取调整后的治疗计划。可以从上述过程1400的操作1450生成调整后的治疗计划。调整后的治疗计划可包括与一个或以上放射区间相关的参数，其包括期望的(或调整后的)放射区间形状、期望的(或调整后的)放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)、期望的(或调整后的)放射区间角度范围，和/或对象相对于旋转环的期望的(或调整的)相对位置。

在操作1520中，在旋转环的旋转期间，当达到期望的(或调整的)放射区间角度范围时，处理模块1030可以根据期望的放射区间形状移动mlc。例如，处理模块1030可以基于期望的(或调整的)放射区间形状和孔径的当前形状来确定mlc中的每个叶片的期望(或调整的)移动。处理模块1030可以将包括mlc中的每个叶片的期望(或调整的)运动的指令发送到相应的电动机(例如，电动机830)以移动叶片，使得由mlc中的移动的叶片形成的孔径满足期望的(或调整的)放射区间形状。

在操作1530，处理模块1030可以基于期望的(或调整的)放射区间强度(例如，期望的放射区间mu值、期望的放射区间mu率)控制第一放射源和/或第二放射源的第一光束和/或第二光束的发射。例如，处理模块1030可以控制第一放射源和/或第二放射源的电压或电流供应，以控制第一光束和/或第二光束的发射。

在操作1540中，处理模块1030可以基于对象相对于旋转环的期望的(或调整的)相对位置来移动床。例如，处理模块1030可以基于对象相对于旋转环的期望的(或调整的)相对位置和当前的相对位置来确定床在x、y或z方向上的期望(或调整)移动。处理模块1030还可以将包括在x、y或z方向上的期望的(或调整)移动的指令发送到床的电动机。

在一些实施例中，设置放射探测器(例如，放射探测器112、放射探测器420、放射探测器720)以便接收源自第二放射源(例如，第二放射源111、成像放射源410、成像射线710)的射线，该放射探测器可以是ct探测器。ct探测器通常被设计成与螺旋扫描系统一起使用，其中成像放射源沿着对象的长轴相对于对象移动。在大多数情况下，对象是患者，长轴是头-脚轴。在大多数情况下，床沿着长轴移动以产生相对运动。使用螺旋扫描的原因是大多数ct探测器具有有限的轴向范围。为了获得足够的轴向视场，通常需要相对运动。当执行治疗部分的成像时，在许多情况下，需要移动床(例如，在第一方向上)以实现足够的轴向视场。然而，该移动将相对于预期位置偏移治疗区域。因此，考虑到治疗区域的移动，可以调整与放射系统100相关的治疗计划。治疗计划的调整可以在图13中的操作1370和/或图14中的操作1450中找到。考虑到该移动，如果不对治疗计划进行调整，由于诸如钨门和mlc叶片等的准直元件在许多情况下可能太慢而不能有效地考虑床的移动，处理模块1030可以设置第一放射源沿着床的移动方向移动，从而减少或消除了通过准直器运动来考虑床的移动的需要。第一放射源可以以等于床的速度移动。或者，二维mlc可设置成沿着床的移动方向移动。二维mlc可以以等于床的移动速度移动。几乎所有二维mlc都包括可以沿着叶片的行进方向同时移动一排叶片的托架。在叶片的行进方向沿着旋转平面定向时，为了实现期望的相对运动，可能需要托架来沿着轴向(床的方向)移动叶片。

在一些实施例中，由第二放射源生成的图像可用于调整对象相对于第一放射源的位置，使得第一区域中的靶组织(例如，肿瘤)是以放射系统100的等中心点为中心。放射系统100的等中心点可以是旋转等中心点，其指空腔(例如，空腔117、空腔480)的中心点或当旋转环(例如，旋转环114、旋转环440、旋转环630、旋转环740)旋转时，由第一放射源发射的第一光束连续通过的点。或者，可以使用在图12中的操作1210中获得的呼吸信息来调整对象相对于第一放射源的位置，使得第一区域中的靶组织基本上以放射系统100的旋转等中心点为中心。

在许多放射治疗病例中，第一区域的靶组织可以被划分为一个或以上子体积，其可以从光束入射的许多角度(在旋转环的不同旋转角度期间)连续治疗。处理模块1030可以进一步被配置为调整子体积中的至少一个的位置，使得子体积中的至少一个的中心与放射系统100的等中心点基本重合。例如，基本上为球形或包含基本上球形的核心子体积的肿瘤可以作为目标而存在，其作为光束入射角的函数基本不需要调节准直器，提供子体积以治疗系统的旋转等中心为中心。在一些实施例中，由这里描述的放射系统100提供的成像反馈可以用于相对于治疗源以这样的方式调整肿瘤(或目标体积/子体积)的位置，以便定位肿瘤的该体积位于旋转等中心点处，以减少所需的准直器运动。这样的布置可以提高治疗效率，尤其是在准直器速度(通常是mlc叶片速度，在二维mlc的情况下，其是将锥形束成形为二维射线场的mlc)是治疗递送速度的主要限制因素时。mlc速度可能是能够快速旋转机架(>2转/分钟)和高射线输出速率(>300mu/min)的现代治疗系统的限制因素。

在拉弧治疗系统的大多数实施方式中，采用慢旋转速度(<2转/分钟)，并且使用1或2次旋转来提供治疗。为了在治疗期间获得频繁更新的组织图像，较大的旋转速率更受青睐。在一些实施例中，将治疗分解为多个子体积(如上所述或强调的的子体积)的优点可以包括防止由于准直器速度限制减少光束接通占空比和整体治疗效率。

我们已经描述了用于同时成像和放射治疗系统的实施例。在脉冲和可变占空比放射递送和成像系统(例如，放射系统100)的背景下，术语“同时”需要消歧。线性加速器源(例如，第一放射源113和第二放射源111)通常产生占空比(例如，开启时段和关闭时段之间的比率)为1：1000的脉冲。对于在光束被认为“开启”的治疗期间的绝大部分时间，没有射线产生，可能在关闭期间进行成像，仍然认为这种成像与治疗同时发生。这是因为治疗已经开始，并且将在非常短的时间段内继续。在治疗递送的间隙可能存在1-10,000ms的时间段，其中治疗源被关闭或准直。在此期间发生的成像以及在治疗束开启时发生的成像都被视为与治疗同时发生的成像。相比之下，在治疗束关闭(即，不向患者施加实质剂量)超过完整系统旋转周期之后发生的成像，例如，在治疗束关闭超过10秒后发生的成像，不被认为是本文所包含的与治疗同时的成像。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改，改进，修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定术语来描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征，结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或以上实施例中的某些特征，结构或特性可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，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工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行，可以完全由软件(包括韧体、常驻软件、微代码等)执行，也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各请求者面可以呈现为位于一个或以上计算机可读媒体中的计算机产品，该产品具有计算机可读程序编码。

计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。这种传播信号可以采用多种形式中的任何一种，包括电磁、光学等，或其任何合适的组合。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讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读讯号媒体上的程序编码可以通过任何合适的媒体进行传播，包括无线电、缆线、光纤电缆、rf、或类似媒体、或任何上述媒体的合适组合。

本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如java、scala、smalltalk、eiffel、jade、emerald、c++、c#、vb.net、python等，常规程序化编程语言如c语言、visualbasic、fortran2103、perl、cobol2102、php、abap，动态编程语言如python、ruby，和groovy，或其他编程语言等。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上运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算器可以通过任何网络形式与用户计算器连接，例如，局域网络(lan)或广域网(wan)，或连接至外部计算器(例如通过因特网)，或在云端计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(saas)。

此外，除非申请专利范围中明确说明，否则所述处理元素或序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，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，但是它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。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本申请的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。例如，除非另有说明，否则“约”、“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20％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，如果任何并入材料相关的与本文件相关的描述、定义和/或术语使用之间有任何不一致或冲突，那么本文件中的描述、定义和/或术语使用应当优先。

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。