放射治疗患者平台的制作方法

本发明涉及用于控制放射治疗的系统、装置和方法。该系统、装置和方法可用于出射被引导的高能光子的传递。

背景技术：

1、放射治疗或放疗使用高能光子来治疗各种疾病。例如，放射治疗通常应用于癌性肿瘤。一些放射治疗系统使用辐射源或线性加速器(直线加速器)系统将一束光子传递到肿瘤。直线加速器可以安装在围绕患者旋转的门架上。门架可以是c形臂门架或圆形门架。直线加速器可围绕患者旋转以将一定剂量的光子集中在肿瘤处并减少肿瘤周围健康组织的辐射暴露。可以将患者放置在患者卧榻上，该患者卧榻移入和移出圆形门架的孔以供患者接受治疗。

2、对于用于递送有效治疗的旋转放射治疗系统，患者卧榻(在本文中称为患者平台)在治疗束平面中必须是几乎可透放射的并且在患者平台以悬臂方式进出门架的孔时为患者提供刚性支撑。然而，由于患者的体重和平台的长度，平台通常会下垂并将误差引入束治疗方案中。此外，典型的碳纤维患者平台提供的供患者躺在其上的表面通常不舒适、平坦或略微弯曲。这对于可以相当快地(例如，在一小时内)完成的成像过程几乎没有影响。相反，一些放疗治疗可能需要患者在更长的时间(例如，超过一小时)保持静止。因此，可能需要用于患者平台控制和放射治疗过程的附加的系统、装置和方法。

技术实现思路

1、这里描述的是用于控制患者在放射治疗系统中位置的系统、装置和方法。本文还描述了用于在治疗过程/疗程(session)期间测量患者平台下垂的系统、装置和方法，其可用于辅助放射治疗的递送。在一些变型中，系统可包括具有患者区域和纵向轴线的患者平台，以及联接到患者平台的不透放射的细长元件。该细长元件可包括平行于平台的纵向轴线的纵向轴线。量化由于患者体重而引起的放射治疗患者平台的位置变化的方法可以包括从辐射源经多叶准直器出射第一束以照射不透放射元件。多叶准直器的叶片图案可以被配置成使得第一束照射不透放射的细长元件而对患者平台的患者区域的照射(如果有的话)很少。第一束可以由面向辐射源的检测器接收。可以使用检测器确定细长元件的第一位置(例如，当平台在没有患者的情况下未承重时)。在患者躺在患者平台上之后，可以从辐射源经多叶准直器出射第二束，该多叶准直器具有与出射第一束时相同的叶片图案。可以使用检测器确定细长元件的第二位置(例如，当平台在存在患者的情况下承重时)。可以计算在细长元件的第一位置和第二位置之间细长元件的位置变化，其中第二位置可以对应于承重的平台。可以使用细长元件的位置变化来确定平台的位置变化。

2、可透放射的患者平台可包含对高能光子基本上透明的第一材料，并且不透放射元件可包含对高能光子基本上不透明的第二材料。在一些变型中，细长元件的第一位置可以使用辐射束检测器从细长元件的多幅图像确定。在另一些变型中，第一束可以在第一正旋转角度与第二负旋转角度之间相对于水平面从辐射源出射。在这些变型中的一些变型中，第一束可以在辐射源平行于水平面的情况下从辐射源出射。

3、在一些变型中，可透放射患者平台系统可包括可透放射的患者平台，其具有沿着平行于平台的纵向轴线的纵向轴线定位的不透放射的细长元件。可透放射的患者平台可包含对高能光子基本上透明的第一材料，并且不透放射的细长元件可包含对高能光子基本上不透明的第二材料。患者平台可包括具有患者支承件的第一侧面和与第一侧面相反的第二侧面。细长元件可联接到患者平台的第二侧面。可透放射的支承元件可将细长元件联接到患者平台。在一些变型中，细长元件可包括金属棒。辐射源可以联接到多叶准直器。辐射源可以构造成经准直器出射第一束以照射细长元件。检测器可以面向准直器并且构造成接收第一束。控制器可以配置成使用检测器来确定细长元件的第一位置(例如，当平台未承重时)，计算在细长元件的第一位置和第二位置之间的细长元件的位置变化，其中第二位置对应于承重的平台，并使用细长元件的位置变化确定平台的位置变化。

4、本文还描述了用于量化由于患者引起的放射治疗患者平台的位置变化的方法。患者平台可任选地包括一个或多个光学标记，并且量化平台的位置变化的方法可包括使用光学传感器对所述一个或多个光学标记进行成像。所述一个或多个光学标记可包括平行于平台纵向轴线的纵向轴线。光学传感器可以联接到可旋转的门架。可以使用光学传感器确定光学标记的第一位置。可以计算在光学标记的第一位置和第二位置之间的光学标记的位置变化。第二位置可以对应于承重的平台。可以使用所述一个或多个光学标记的位置变化来确定平台的位置变化。在一个变型中，可以使用所述一个或多个光学标记的多幅图像(例如，当门架围绕患者平台旋转时由光学传感器获取)来确定光学标记的第二位置。控制器可以配置成使用一个或多个光学传感器确定所述一个或多个光学标记的第一位置(当平台未承重时)。第二位置可以对应于承重的平台。

5、在一些变型中，光学传感器可包括红外传感器和/或红外照明源。在另一变型中，光学标记可包括回射器/折回反射器/后向反射器(retroreflector)或反射器。在又一变型中，光学传感器可包括激光器。在一个变型中，患者平台可包括第一侧面和第二侧面，第一侧面包括患者支承件，第二侧面与第一侧面相反。光学标记可联接到患者平台的第二侧面。

6、本文还描述了用于放射治疗系统的质量保证的系统、装置和方法。例如，为了判断是否正通过放射治疗系统递送所需剂量的辐射，可以将辐射施加到模型(phantom)，该模型在各个位置处包括辐射传感器(例如，剂量计)。本文描述的模型可以帮助校准辐射系统的各种部件(例如，辐射源、辐射检测器等)。通常，系统可包括患者平台，该患者平台具有患者支承面和与患者支承面相反的下侧表面。可以将模型安装在下侧表面上。模型可包括具有相应预定深度的多个阶梯以及多个辐射检测器。每个辐射检测器可以设置在其相应阶梯的预定深度处。替代地或附加地，模型可包括多个辐射检测器，以及具有第一密度的第一区域和具有不同于第一密度的第二密度的第二区域。辐射检测器和所述第一和第二区域区域可各自沿着纵向轴线布置。

7、在一些变型中，辐射检测器可包括电离室和剂量计槽。电离室可以沿着模型的纵向轴线并沿着垂直于该纵向轴线的竖直轴线布置。剂量计槽可以平行于纵向轴线并且设置在其相应阶梯的预定深度处。在一些变型中，剂量计槽中的至少一个可以几乎平行于与模型的纵向轴线垂直的竖直轴线。在另一些变型中，模型可包括限定内部流体密封容积的壳体。安装件可以将模型联接到患者平台。在这些变型中的一些变型中，安装件可构造成相对于患者平台可滑动地定位所述模型。

8、在一些变型中，辐射检测器可包括电离室和剂量计槽。在这些变型中的一些变型中，每个剂量计槽可以与其相应的电离室相交。电离室和剂量计槽可沿着纵向轴线彼此间隔开。在一些变型中，安装件可以将模型联接到患者平台。安装件可以构造成相对于患者平台可滑动地定位所述模型。

9、还描述了可用于确定检测器的对比分辨率的模型。在一些变型中，系统可包括患者平台，该患者平台具有患者支承面和与患者支承面相反的下侧表面、以及纵向轴线。可以将模型安装在下侧表面上。模型可包括具有空间频率范围的第一重复图案和具有对比度范围的第二重复图案。第一图案可包括一系列高对比度边缘或条纹，其中边缘或条纹之间的空间根据空间频率范围而变化。第二图案可包括一系列重复形状，其相对于背景强度具有不同的对比度水平。第一重复图案和第二重复图案可以沿着模型的纵向轴线间隔开。空间频率范围可以在辐射检测器的空间频率极限内，并且对比度范围可以在辐射检测器的对比度极限内。

10、在一些变型中，第一和第二重复图案可包括以不同间隔间隔开的一组对比形状。该组形状可包括具有第一厚度的第一形状和具有不同于第一厚度的第二厚度的第二形状。该组形状可包括具有第一密度的第一形状和具有不同于第一密度的第二密度的第二形状。在一些变型中，模型的宽度可以平行于患者平台的长度布置。在一些变型中，模型可以设置在患者平台的成像区域内。安装件可以将模型联接到患者平台。

11、本文还描述了用于针对患者身体轮廓调节可透放射的患者平台的方法，其可以改善患者舒适度和放射治疗程序依从性。放射治疗患者平台系统的一个变型可包括可透放射的患者平台，该患者平台具有适形基材和联接到该适形基材的压力传感器，所述基材具有多个封壳。控制器可配置成使用压力传感器独立地控制多个封壳中的每一个的高度。用于调整适形基材的轮廓的方法可以包括使用压力传感器测量患者平台的压力。压力可包括多个封壳压力。可以使用压力独立地控制多个封壳中的每个封壳的高度，使得适形基材贴合患者的形状。例如，多个封壳可以联接到压力源。

12、在一些变型中，该方法还可包括确定与多个封壳中的每个封壳的高度相对应的患者配置。患者配置可以包括多个封壳中的每个封壳的压力和高度中的至少一者。在这些变型中的一些变型中，该方法还可包括将患者配置存储在存储器中，并使用存储的患者配置重新调节多个封壳中的每个封壳的高度。在又一变型中，可以加热患者平台的热电层以形成柔顺构型，并且冷却热电层可以形成刚性构型。

13、在一些变型中，压力通道可将压力源联接到多个封壳中的每个封壳。在这些变型中的一些变型中，压力通道可包含对高能光子基本上透明的可透放射的材料。在另一些变型中，多个封壳可包括流体。在这些另一些变型中的一些变型中，流体可包括气体。在一个变型中，热电层和加热元件可各自联接到患者平台。在这些变型中的一些变型中，热电层可以基于温度而在柔顺构型与刚性构型之间转换。在另一变型中，隔热层可以联接到热电层。在又一变型中，多个封壳可包括柔性膜。在又一些变型中，多个封壳可各自包括蜂窝构型。

14、本文还描述了用于计算可透放射的患者平台的下垂的方法。具有减少的下垂量的承重患者平台可以允许更准确的治疗规划和改进的放疗治疗的递送。患者平台可包括上部和联接到上部的下部。上部和下部可以相对于彼此移动或者可以相对于基座移动。方法的一个变型可包括使用成像辐射源在垂直于患者平台的纵向轴线的成像平面中出射成像束。下部可以与成像平面不相交，并且上部可以与成像平面相交。

15、在一些变型中，治疗束可以在垂直于患者平台的纵向轴线的治疗平面中从联接到多叶准直器的治疗辐射源出射。上部和下部可以移动，使得下部与治疗平面不相交，并且上部与治疗平面相交。

16、在另一些变型中，将上部移动到成像平面中可以包括将下部定位成使得下部的前缘位于距成像平面的第一距离处。在这些另一些变型中的一些变型中，将上部移动到治疗平面中可以包括将下部定位成使得下部的前缘位于距治疗平面的第二距离处。上部可包含对高能光子基本上透明的第一材料，下部可包含对高能光子基本上不透明的第二材料。

17、患者平台系统的一个变型可以构造成使患者平台的移动与成像和/或治疗束出射的时机协调。一般而言，这些系统可包括可透放射的患者平台，其包括联接到下部的上部。基座可以联接到患者平台的下部。辐射源可以联接到多叶准直器。控制器可配置成使上部相对于下部移动，使得上部在成像束和/或治疗束的束平面内，而下部不在该束平面内(例如，下部可以与束平面不相交，并且上部可以与束平面相交)。辐射源可以构造成在垂直于患者平台的纵向轴线的束平面中出射第一束。

18、本文还描述了用于控制可透放射的患者平台的方法。患者平台可包括上部和固定到上部的下部。上部和下部可包括不同的可透放射性。患者平台可相对于基座移动。成像束可以由成像辐射源在垂直于患者平台的纵向轴线的成像平面中出射。下部可以与成像平面不相交，并且上部可以与成像平面相交。

19、在一些变型中，所述方法还可包括从联接到多叶准直器的治疗辐射源在垂直于患者平台的纵向轴线的治疗平面中出射治疗束。患者平台可以移动以使得下部与治疗平面不相交并且上部与治疗平面相交。

20、在另一些变型中，将上部移动到成像平面中可以包括将下部定位成使得下部的前缘位于距成像平面的第一距离处。

21、在这些变型中的一些变型中，上部可以移动到治疗平面中并且可以包括将下部定位成使得下部的前缘位于距治疗平面的第二距离处。在另一变型中，上部可包含对高能光子基本上透明的第一材料，下部可包含对高能光子基本上不透明的第二材料。

22、本文还描述了放射治疗患者平台系统。一般而言，本文描述的系统可包括可透放射的患者平台，其包括固定到下部的上部。基座可以联接到患者平台的下部。辐射源可以联接到多叶准直器。辐射源可以构造成在垂直于患者平台的纵向轴线的束平面中出射第一束。控制器可配置成使患者平台相对于基座移动。下部可以与束平面不相交，并且上部可以与束平面相交。

23、本文还描述了照射患者的第一感兴趣区域的方法。例如，可以相对于一个或多个感兴趣区域移动放射治疗患者平台以帮助放疗治疗的递送。一般而言，所述方法可以包括将放射治疗患者平台移动到门架的患者区域中。门架可以限定门架围绕其旋转的等中心点。等中心轴线与等中心点相交并且与患者区域的第一纵向轴线平行。患者平台可以移动以将第一感兴趣区域定位在等中心轴线上。辐射束可以从辐射源出射到等中心轴线上的第一感兴趣区域。

24、在一些变型中，移动患者平台以将第一感兴趣区域定位在等中心轴线上可以包括沿横向方向移动患者平台。在另一些变型中，患者平台的俯仰和横摆中的至少一者可以旋转。在这些变型中的一些变型中，第一感兴趣区域的第二纵向轴线可以对准在等中心轴线上。在另一个变型中，患者可以包括第二感兴趣区域。患者平台可以移动以交替地将第一感兴趣区域和第二感兴趣区域定位等中心轴线上。在这些变型中的一些变型中，第二感兴趣区域的第三纵向轴线可以与等中心轴线对齐。

25、本文还描述了放射治疗患者平台系统。例如，放射治疗患者平台可以包括一个或多个驱动系统，其可以构造成以多个自由度调节平台位置或定位。一般而言，该系统可包括联接到基座的可透放射的患者平台。患者平台可包括联接到下部的上部。轴向驱动系统可以联接到患者平台。轴向驱动系统可以构造成使患者平台相对于基座在轴向方向上移动。横向驱动系统可以联接到患者平台。横向驱动系统可以构造成使患者平台相对于基座在横向方向上移动。竖直驱动系统可以联接到患者平台。竖直驱动系统可以构造成使患者平台相对于基座在竖直方向上移动。竖直驱动系统可包括联接到患者平台的第一和第二剪式元件。俯仰驱动系统可以联接到平台。俯仰驱动系统可以构造成使上部相对于下部围绕俯仰枢轴俯仰。横摆枢轴可以在上部和下部的相应第一端处将上部联接到下部。横摆驱动器可以联接到上部的第一端。横摆驱动器可以构造成使上部相对于下部围绕横摆枢轴横摆。

26、在一些变型中，俯仰驱动系统可包括联接到横摆驱动系统的第一楔形件和联接到上部的第二楔形件。在一些变型中，轴向驱动系统可以联接在下部与横向驱动系统之间。横向驱动系统可以联接在轴向驱动系统与横摆驱动系统之间。横摆驱动系统可以联接在横向驱动系统与俯仰驱动系统之间。俯仰驱动系统可以联接在横摆驱动系统与上部之间。

27、在一些变型中，轴向驱动系统可包括联接到下部的第一端的轴向驱动元件和联接到轴向驱动元件的轴向轨道。在另一些变型中，横向驱动系统可包括联接到患者平台的横向驱动元件和联接到横向驱动元件的横向轨道。

28、在另一变型中，第一剪式元件可以联接到下部的第一端，第二剪式元件可以联接到下部的第二端。在一些变型中，竖直驱动系统可包括竖直驱动元件，该竖直驱动元件包括联接到第一剪式元件的第一线性螺杆。在一些情况下，垂直驱动元件可包括联接到第二剪式元件的第二线性螺杆。

29、在一些变型中，本文描述的放射治疗患者平台系统还可包括手持式控制器。手持式控制器可包括第一开关和对接端口。第一开关可以构造成生成运动信号。在一些变型中，第一开关可包括按钮、模拟杆、轨迹球、触摸屏、定向垫、微动拨盘、运动检测器、图像传感器和麦克风中的至少一者。在另一些变型中，该系统可包括接近传感器，该接近传感器构造成检测控制器与患者平台的接近度。患者平台可以构造成使用运动信号和检测到的接近度来移动。在另一变型中，控制器可以包括输出运动信号的无线发射器。在又一变型中，系绳可以联接到患者平台和控制器。在又一些变型中，运动信号可控制至少四个运动自由度。

30、在一些变型中，该系统可包括第二开关。在这些变型中的一些变型中，第二开关可以是步进开关。控制器可配置成在第一和第二开关激活时输出运动信号。控制器可包括第二开关和壳体。第一开关可以设置在壳体的第一侧面上，第二开关可以设置在壳体的与第一侧面相反的第二侧面上。

31、本文描述的一些放射治疗患者平台系统还可以包括头部固定装置，该头部固定装置构造成将患者头部相对于患者平台保持在预定位置。通常，头部固定装置可包括联接到基座的铰链、联接到铰链的头枕以及联接到头枕的驱动系统。驱动系统可以构造成基本上垂直于基座延伸。头枕和驱动系统可各自包含对高能光子基本上透明的可透放射的材料。

32、在一些变型中，驱动系统可包括气动元件。在另一些变型中，驱动系统可包括机电元件。在另一变型中，致动器可以联接到驱动系统。致动器可以联接到患者平台的第一端。在又一些变型中，铰链可包括具有多个止动装置和销的锁。

33、本文还描述了相对于放射治疗患者平台定位患者头部的方法。例如，头部固定装置可用于相对于患者平台定位患者的头部以利于放疗治疗的递送。一般而言，该方法包括将患者的头部联接到头部固定装置，该头部固定装置包括通过铰链联接到头枕的基座和联接到头枕的头枕驱动系统。该驱动系统可以基本上垂直于基座延伸。

34、在一些变型中，头枕可相对于基座锁定。在另一些变型中，患者躯干和患者肩部中的至少一者可以联接到基座。在另一些变型中，头枕可相对于基座俯仰和横摆。在另一些变型中，头枕可响应于颈部屈曲而绕铰链枢转。