放射治疗设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于放射治疗的设备。
【背景技术】
[0002]放射治疗是有害辐射束一般朝患者部位引导通常以便治疗该部位内的肿瘤的过程。辐射沿途对活细胞造成损害，并且因此抑制或减少肿瘤。如果施加明显剂量则它也损害健康组织，并且因此努力限制对健康组织的剂量同时维持对癌变组织的规定剂量。
[0003]限制对健康组织的剂量的一个明显简单的手段是从多个不同方向朝肿瘤引导射束。从而，递送到肿瘤的总剂量可以明显大于施加到周围组织的任何各部分的剂量。这样做的常见方法是在可旋转支承上安装辐射源，其中源朝支承的旋转轴线取向使得射束与轴线相交。从而，在支承旋转时，射束总是经过交点(通常称为“等中心”)但从围绕等中心的每一个辐射方向经过。这需要支承围绕患者旋转；支承具有相当大的质量并且因此这呈现的工程挑战是明显的。
[0004]限制施加到健康组织的剂量的另一个手段是所谓的“多叶准直器”或“MLC”，如在例如EP-A-314，214中示出的。多个长的窄叶片并排设置在阵列中，并且经由伺服电机而能独立控制使得它们每个可以延伸或缩回期望量。从而，通过使个体叶片移动，准直器可以做成期望的形状。一对这样的准直器(射束任一侧一个)允许射束根据期望成型，由此允许将健康组织置于阴影中。
[0005]在多叶准直器中，叶片在横过移动方向的方向上一般是薄的，以提供良好的分辨率，并且在移动方向上是长的以便提供良好的移动范围。在射束方向上，需要叶片是相对深的；甚至在由例如钨等高原子序数材料制成时，也需要这样的深度以便提供射束的充分衰减。从而，叶片相对沉重并且难以移动。
[0006]放射治疗设备的这两个方面在以精确方式治疗期间都需要移动相关几何件(在该情况下是可旋转支承和MLC叶片)。稍老的“步进式发射”方法需要几何件移动到特定位点，这可以通过已知的伺服控制法而容易检查。然而，为了改善治疗时间，更现代的治疗控制法需要几何件在特定时段内以特定(线性或旋转)速度移动，在这之后它在另外的时段内以(潜在)不同的速度移动。这引起惯性问题。
[0007]具体地，常规治疗计划可能(例如)需要几何件在时段h内以特定速度V 1、接着在后续时段t2内以速度V2移动。几何件无法并且将不立即改变它们的速度，实际上将存在追赶期，在其期间实际速度将是不正确的，如果V1>V2则太高或如果V 太低。在任一情况下，几何件将在递送剂量的至少部分期间处于不正确位点。我们早先的申请US2009-121155-A1因此提供放射治疗设备，其包括:可移动来调整射束的几何形状的几何件，和控制单元，其设置成引起几何件的移动速度的变化并且还在几何件速度改变后持续一段时间地调整辐射源的剂量率。这试图在局部控制下通过暂时抑制剂量率来补偿惯性效应。
【发明内容】
[0008]我们发现应对惯性效应的比较好的方法。该方法对于设备的查错系统也具有有利结果，这(进而)对系统控制架构具有有利结果。
[0009]具体地，然而US2009121155A1的方法通过暂时调整剂量率以便补偿未跟上进度或仍然太快行驶的几何件来局部应对惯性，我们现在提出通过将惯性因子并入递送计划过程而提前迎合惯性。这可以采用两种方式中的任一个来实现。优选地，在已经产生治疗计划后，它将由递送控制系统来处理，该递送控制系统将包含惯性对几何件的影响并且产生供机器实现的指令集，其反映几何件的惯性行为并且因此可以被非常紧密地遵从。备选地，代替产生假设几何件的完美无惯性行为的治疗计划并且然后补偿此，治疗计划可以包括反映几何件惯性行为的指令集并且因此可以非常紧密地被遵从。
[0010]这进而意指偏离该计划将对应地更可能指示几何件的误差。在几何件需要加速或减速时，出现误差将不再是常规的，并且从而查错体系不必为对预计路径的偏离留余地。这进而意指容错可以对应地是更严格的。
[0011]那些更严格的容限意指查错可以对每个部件局部安全实施。提供以便包含正常的惯性导致的方差的更宽容错造成的可能性是尽管所有个体部件兼容(例如如果超过一个部件处于或接近它的容错极限)，设备整体上是不兼容的。在这样的情况下，子容错的组合效应可以将设备整体带出容限。在这样的系统中，查错因此需要集中，从而考虑所有报告的部件误差使得可以检查潜在的麻烦组合。这造成显著水平的复杂性，本发明所实现的更严格容限完全避免这一点。
[0012]在一个方面中，本发明因此提供用于放射治疗设备的递送控制系统，其设置成传送治疗计划用于对放射治疗设备的递送元件递送剂量分布，该递送控制系统包括处理器、至少一个数据存储和存储在该数据存储中的程序，该程序适于促使处理器接收治疗计划、接收递送元件的惯性特性、执行关于治疗计划的过程以便产生递送计划(其考虑到惯性特性而对应于治疗计划)以及将递送计划的至少部分传送到递送元件。程序还可以促使处理器监测递送元件以顺应递送计划。
[0013]递送控制系统可以形成放射治疗设备的部分，该放射治疗设备将进一步包括多个递送件，每个具有关联的局部控制单元，递送控制系统设置成对局部控制单元提供来自递送计划的多个相继递送指令并且随后指示局部控制单元开始治疗，局部控制单元适于接收递送控制系统指令并且在接收指令后开始治疗、命令几何件移动并且监测几何件的后续实际移动、将实际移动与在递送控制系统指令中阐述的移动比较以及如果差异大于阈值则形成警报状态，递送控制系统适于如果任何局部控制单元处于警报状态则停止治疗。
[0014]在第二个方面中，本发明提供治疗计划计算机，用于形成治疗计划以用于经由放射治疗设备(其经受多个机器约束)递送剂量分布，治疗计划计算机包括处理器、至少一个数据存储和存储在该数据存储中的程序，该程序适于促使处理器接收剂量分布、接收机器约束，该机器约束采用包括至少设备的几何件的几何形状、几何件的最大速度和几何件速度的最大改变速率的形式，以及在其上执行迭代过程以便产生能够经由经受机器约束的放射治疗设备来递送剂量分布的治疗计划。
[0015]这样的治疗计划计算机可以例如产生治疗计划以供放射治疗设备使用，该放射治疗设备包括多个几何件，每个具有关联的局部控制单元，设备设置成对局部控制单元提供来自递送计划的多个相继治疗计划指令并且随后指示局部控制单元开始治疗，局部控制单元适于接收治疗计划指令并且在接收指令后开始治疗、命令几何件移动并且监测几何件的后续实际移动、将实际移动与在治疗计划指令中阐述的移动比较以及如果差异大于阈值则形成警报状态，设备适于如果任何局部控制单元处于警报状态则停止治疗。本发明涉及这样的放射治疗设备本身，和与治疗计划计算机组合的放射治疗设备。
[0016]放射治疗设备可适于假如没有局部控制单元处于警报状态则继续治疗。
【附图说明】
[0017]本发明的实施例现在将通过示