监测器室的制作方法

文档序号:18417683发布日期:2019-08-13 20:21阅读:122来源:国知局
监测器室的制作方法

本文总体上属于但并不限于用于对施加于人或动物受试者的放射治疗剂量进行监测的剂量监测器单元。



背景技术:

放射疗法用于治疗哺乳动物(例如,人和动物)的组织中的癌症和其他疾病。示例性放射疗法是使用直线加速器(Linac)提供的,由此靶(例如,肿瘤)受到高能粒子(例如,电子、光子、离子等)的辐射。在典型的基于Linac的放射治疗中,多个放射束被从不同的角度指向靶。

医用Linac通常包括可以产生电子束的热离子静电电子枪,以及用以使电子束加速至兆电子伏特(MeV)能量的一系列耦合的共振射频腔。已加速的电子束与靶材(例如,钨)碰撞。在靶材中,电子束的大部分动能被转化为热,并且小部分能量以x射线光子的形式发射,也被称为轫致辐射光子射束。由于电子此时的速度,因此轫致辐射的产生将是各向异性的并且主要向前投射。跟随靶材,放射剂量计(也被称为剂量监测器)——比如填充有在辐射作用下可以被电离的气体的离子室——可以对射束的剂量率、积分剂量和野对称性进行监测。这是为了防止不符合预期治疗方案的放射和放射束的过量使用。

核磁共振直线加速器(MR-Linac)是一种将Linac放射疗法与诊断级核磁共振成像(MRI)相结合的放射治疗系统。MR-Linac使得能够进行室内MRI以用于解剖及生理治疗适应和响应监测,并且MR-Linac具有通过实时可视化和靶跟踪而减小治疗范围的潜力。剂量监测器可以包括气密密封的监测器壳体。适当的密封以及空气压力监测和/或空气压力调节可以确保监测器室中的适当的剂量监测。



技术实现要素:

监测器室经常暴露于高剂量辐射。常规的密封结构及方法可能面临辐射方面的挑战。例如,辐射暴露可能造成常用密封剂——比如橡胶、硅胶、聚合物、胶水或其他粘合密封剂——的降解。密封剂的材料可能根据辐射剂量而破裂或分解。本专利发明人已经认识到对用以在辐射暴露作用下有效地密封监测器室的结构及方法的未满足的需求。另外,通常期望的是具有一种用以容易地监测监测器室内的空气压力且在需要的情况下(例如,在空气泄漏的情况下疏散过量空气)调节空气压力的机构。

本文献论述了用以应用所述密封结构来监测并保持监测器室内的不透气环境的密封结构及方法。密封结构的实施方式可以包括由耐辐射材料制成的密封插入件。密封结构构造成与空气通道接合以提供空气通道的调节密封。在各种示例中,密封结构可以具有与监测器室相接触的接口,其中,该接口具有特定形状和/或处理方式以改善气密性。密封结构还可以包括以可移除的方式联接至室本体的连接器。连接器包括接口,该接口可以联接至用以对监测器室的内部的空气压力进行监测的压力监测器。在一些示例中,该接口可以联接至用以对监测器室内的空气压力进行调节的空气泵。

示例1是一种监测器室,该监测器室构造成对放射治疗剂量进行监测。该监测器室包括室本体和密封结构。室本体包括内部隔室和空气通道,其中,该空气通道具有通向内部隔室的第一通道开口和向内部隔室的外部的第二通道开口。密封结构可以在内部隔室中提供并保持气密密封的环境。密封结构包括:密封插入件,该密封插入件构造成与空气通道接合;以及连接器,该连接器附接至室本体并且该连接器构造成联接至压力管理装置,该压力管理装置用以对监测器室的内部隔室的经由空气通道的空气的压力进行监测或调节。

在示例2中,示例1的主题可选地包括构造成能够从第二通道开口摩擦地插入到空气通道中的密封插入件。

在示例3中,示例1至2中的任一项或更多项的主题可选地包括下述密封插入件:该密封插入件可以具有用以与第二通道开口的渐缩表面接合的渐缩密封柄部。

在示例4中,示例1至2中的任一项或更多项的主题可选地包括下述密封插入件:该密封插入件可以具有用以与第二通道开口的渐缩表面接合的拱形密封柄部。

在示例5中,示例1至2中的任一项或更多项的主题可选地包括下述密封插入件:该密封插入件可以具有用以与第二通道开口的渐缩表面接合的成直角的密封柄部。

在示例6中,示例1至5中的任一项或更多项的主题可选地包括下述密封插入件:该密封插入件可以包括用以与第二通道开口接合的带螺纹的密封接口。

在示例7中,示例1至6中的任一项或更多项的主题可选地包括附接至密封插入件的外表面的密封橡胶件,该密封橡胶件构造成与第二通道开口摩擦地接合。

在示例8中,示例1至7中的任一项或更多项的主题可选地包括可以具有圆柱形轴的密封插入件,并且密封橡胶件沿周向附接至密封插入件的轴的至少一部分。

在示例9中,示例1至8中的任一项或更多项的主题可选地包括用以将密封插入件以可调节的方式固定在空气通道内的止动件。

在示例10中,示例9的主题,可选地,止动件可以包括螺钉。

在示例11中,示例9的主题可选地包括下述止动件:该止动件可以接合密封插入件的带螺纹的接纳部,以使止动件横向扩张进而用于对进气进行密封。

在示例12中,示例1至11中的任一项或更多项的主题可选地包括由耐辐射材料制成的密封插入件。

在示例13中,示例1至12中的任一项或更多项的主题可选地包括下述连接器:该连接器可以包括接口,该接口构造成联接至用以对监测器室的内部隔室的通过空气通道的空气的压力进行监测的压力计。

在示例14中,示例13的主题可选地包括下述接口:该接口可以构造成联接至用以对监测器室的内部隔室的通过空气通道的空气的压力进行调节的空气泵。

在示例15中,示例13的主题可选地包括附接至密封插入件并且构造成对空气通道内的气流进行引导的密封橡胶件。

上述内容旨在提供本专利申请的主题的综述。上述内容不意在提供本实用新型的排他性或详尽的说明。包含有详细的描述以提供关于本专利申请的另外信息。

附图说明

在附图中,相似的附图标记可以描述不同视图中的类似部件,其中,附图不一定是按照比例绘制的。具有不同字母后缀的相似的附图标记可以表示类似部件的不同的实例。附图总体上以示例的方式但以非限制性的方式示出了本文献中所论述的各种实施方式。

图1示出了放射治疗系统的示例。

图2示出了可以包括有构造成提供治疗束的放射治疗输出装置的放射治疗系统。

图3示出了构造成对放射治疗剂量进行监测的监测器室的示例。

图4A至图4B示出了提供有用于保持监测器室内的不透气环境的空气通路密封结构的监测器室的示例。

具体实施方式

在以下详细描述中,参照了构成以下详细描述的一部分且以图示的方式示出了可以实施本实用新型的具体实施方式的附图。对在本文中也被称为“示例”的这些实施方式进行足够详细地描述,以使得本领域技术人员能够实施本实用新型,并且应当理解的是:各实施方式可以进行组合,或者可以利用其他实施方式,并且在不脱离本实用新型的范围的情况下可以做出结构变化、逻辑变化和电变化。因此,以下详细描述不应以限制性意义来理解,并且本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物来限定。

图1示出了示例性放射治疗系统100,该放射治疗系统100用于向患者、患者身体的一部分、或者可以包括表示患者或患者身体的一部分的靶对象的“人体模型”提供放射治疗。放射治疗系统100包括图像处理装置 112。图像处理装置112可以连接至网络120。网络120可以连接至因特网 122。网络120可以将图像处理装置112与数据库124、医院数据库126、肿瘤学信息系统(OIS)128、放射治疗装置130、图像获取装置132、显示装置134以及用户接口136中的一者或更多者连接。图像处理装置112 可以配置成生成待由放射治疗装置130使用的放射疗法治疗计划142。

图像处理装置112可以包括存储器装置116、处理器114和通信接口 118。存储器装置116可以存储计算机可执行指令,比如操作系统143、放射疗法治疗计划142(例如,最初的治疗计划、调整的治疗计划等)、软件程序144(例如,人工智能、深度学习、神经网络、放射疗法治疗计划软件)、以及待由处理器114执行的任何其他计算机可执行指令。在一个实施方式中,软件程序144可以通过产生合成图像——比如伪CT图像——来将一种格式(例如,MRI)的医学图像转换为另一格式(例如,CT) 的医学图像。例如,软件程序144可以包括用以训练预测模型的图像处理程序,该预测模型用于将一种形式(modality)的医学图像146(例如, MRI图像)转换为呈不同形式的合成图像(例如,伪CT图像),替代性地,被训练的预测模型可以将CT图像转换成MRI图像。在另一实施方式中,软件程序144可以用患者的剂量分布(也表示为图像)来记录患者图像(例如,CT图像或MR图像),使得对应的图像体素和剂量体素通过网络适当地相关联。在又一实施方式中,软件程序144可以替换患者图像的函数,比如带符号的距离函数或强调图像信息的某个方面的图像的经处理的版本。这种函数可能强调体素纹理方面的边缘或差异或者对神经网络学习有用的任何其他的结构方面的边缘或差异。在另一实施方式中,软件程序144可以替换强调剂量信息的某个方面的剂量分布函数。这种函数可能强调靶周围的陡坡度或者对神经网络学习有用的任何其他的结构方面的陡坡度。存储器装置116可以存储下述数据:所述数据包括医学图像146、患者数据145、以及其他用以建立并实施放射疗法治疗计划142所需的数据。

除了存储软件程序144的存储器116之外,可以预期的是软件程序 144可以被存储在可移动计算机介质上,该可移动计算机介质比如为硬盘驱动器、计算机磁盘、CD-ROM、DVD、HD、蓝光DVD、USB闪存驱动器、SD卡、记忆条、或任何其他合适的介质,并且软件程序144在被下载到图像处理装置112上时可以由图像处理器114来执行。

处理器114可以通信地耦接至存储器装置116,并且处理器114可以配置成执行存储于其上的计算机可执行指令。处理器114可以将医学图像 146发送或接收到存储器116。例如,处理器114可以经由通信接口118 和网络120从图像获取装置132接收医学图像146以存储在存储器116中。处理器114还可以经由通信接口118向网络120发送存储在存储器116中的医学图像146,以将医学图像146存储在数据库124或医院数据库126 中。

此外,处理器114可以利用软件程序144(例如,治疗计划软件)连同医学图像146和患者数据145一起以建立放射疗法治疗计划142。医学图像146可以包括诸如与患者解剖区域、器官或感兴趣的体积分割数据相关联的成像数据之类的信息。患者数据145可以包括下述信息:所述信息比如为(1)功能性器官建模数据(比如,串行器官和并行器官,适当的剂量响应模型等)、(2)辐射剂量数据(例如,剂量体积直方图(DVH) 信息)、或(3)与患者和治疗疗程有关的其他临床信息(例如,其他外科手术、化学疗法、先前的放射疗法等)。

另外,处理器114可以利用软件程序来生成中间数据——比如说例如待由神经网络模型来使用的更新参数——或者生成中间2D图像或3D图像,该中间2D图像或3D图像于是可以随后被存储在存储器116中。处理器114可以随后将可执行的放射疗法治疗计划142经由通信接口118传输至网络120、进而传输至放射治疗装置130,在该放射治疗装置130中,放射治疗计划用于通过辐射来治疗患者。另外,处理器114可以执行软件程序144,以实现诸如图像转换、图像分割、深度学习、神经网络以及人工智能之类的函数。例如,处理器114可以执行训练医学图像或勾画医学图像的轮廓的软件程序144,这种软件144在被执行时可以训练边界检测器或者利用形状词典。

处理器114可以是包括有一个或更多个通用处理装置的处理装置,所述通用处理装置比如为微处理器、中央处理器(CPU)、图形处理单元 (GPU)、加速处理单元(APU)等。更具体地,处理器114可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、执行其他指令集的处理器、或执行组合指令集的处理器。处理器114还可以由一个或更多个专用处理装置来实现,所述专用处理装置比如为专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列 (FPGA)、数字信号处理器(DSP)、系统级芯片(SoC)等。如将由本领域技术人员理解的,在一些实施方式中,处理器114可以是专用处理器而不是通用处理器。处理器114可以包括一个或更多个公知的处理装置,比如来自由IntelTM所制造的PentiumTM、CoreTM、XeonTM、或系列的微处理器;由AMDTM所制造的TurionTM、AthlonTM、SempronTM、 OpteronTM、FXTM、PhenomTM系列的微处理器;或者由太阳微系统公司(Sun Microsystems)所制造的各种处理器中的任何一种微处理器。处理器114 还可以包括图形处理单元,比如来自由NvidiaTM所制造的系列的GPU;由IntelTM所制造的GMA、IrisTM系列的 GPU;或由AMDTM所制造的RadeonTM系列的GPU。处理器114还可以包括加速处理单元,比如由IntelTM所制造的Xeon PhiTM系列的加速处理单元。所公开的实施方式不限于以其他方式所配置成的满足识别、分析、维护、生成的计算需求并且/或者提供大量数据或者对这种数据进行操控以执行本文中所公开的方法的任何类型的处理器。另外,术语“处理器”可以包括不止一个处理器,例如,多芯设计或各自具有多芯设计的多个处理器。处理器114可以执行被存储在存储器116中的计算机程序指令序列,以执行下面将更详细地说明的各种操作、过程、方法。

存储器装置116可以存储医学图像146。在一些实施方式中,医学图像146可以包括一个或更多个MRI图像(例如,2D MRI、3D MRI、2D 流式MRI、4D MRI、4D体积MRI、4D电影MRI等)、功能性MRI图像 (例如,fMRI、DCE-MRI、扩散MRI)、计算机断层扫描(CT)图像(例如,2D CT、锥形射束CT、3D CT、4D CT)、超声图像(例如,2D超声、 3D超声、4D超声)、正电子断层扫描(PET)图像、X射线图像、透视图像、放射治疗射野图像、单光子发射计算机化断层显像(SPECT)图像、计算机生成的合成图像(例如,伪CT图像)等。此外,医学图像146还可以包括医学图像数据,例如训练图像、地面实况图像、轮廓图像、以及剂量图像。在实施方式中,医学图像146可以从图像获取装置132接收。因此,图像获取装置132可以包括MRI成像装置、CT成像装置、PET成像装置、超声波成像装置、透视装置、SPECT成像装置、集成直线加速器和MRI成像装置、或其他用于获取患者的医学图像的医学成像装置。医学图像146可以以任何类型的数据或任何类型的格式被接收或储存,图像处理装置112可以使用该医学图像146以执行与所公开的实施方式相一致的操作。存储器装置116可以是非暂时性计算机可读介质,比如只读存储器(ROM)、相变随机存取存储器(PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、闪存存储器、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)比如同步DRAM(SDRAM)、电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)、静态存储器(例如,闪存存储器、闪存盘、静态随机存取存储器)、以及其他类型的随机存取存储器、高速缓冲存储器、寄存器、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)或其他光学储存器,盒式磁带、其他磁存储装置,或者可以用于存储信息的任何其他非暂时性介质,该信息包括能够由处理器114或任何其他类型的计算机装置访问的图像、数据或计算机可执行指令(例如,以任何格式存储的计算机可执行指令)。计算机程序指令可以由处理器114访问、从ROM或任何其他合适的存储器位置读取、并且被加载到RAM中以用于由处理器114来执行。例如,存储器116可以存储一个或更多个软件应用程序。被存储在存储器116中的软件应用程序可以例如包括用于常见计算机系统以及用于受软件控制的装置的操作系统143。此外,存储器116可以存储能够由处理器114 执行的整个软件应用程序、或者仅存储软件应用程序的能够由处理器114 执行的一部分软件应用程序。例如,存储器装置116可以存储一个或更多个放射疗法治疗计划142。

图像处理装置112可以经由通信接口118与网络120通信,该通信接口118可以通信地耦接至处理器114和存储器116。通信接口118可以在图像处理装置112与放射治疗系统100的部件(例如,允许与外部装置进行数据交换的部件)之间提供通信连接。例如,通信接口118在一些实施方式中可以具有连接至用户接口136的适当的接口电路,该用户接口136 可以是硬件键盘、小键盘或触摸屏,其中,用户可以通过硬件键盘、小键盘或触摸屏而将信息输入到放射治疗系统100中。

通信接口118可以例如包括网络适配器、线缆连接器、串行连接器、 USB连接器、并行连接器、高速数据传输适配器(例如,比如为光纤、 USB 3.0、雷电接口等)、无线网络适配器(例如,比如为WiFi适配器)、远程通信适配器(例如,3G、4G/LTE等)等。通信接口118可以包括一个或更多个数字和/或模拟通信装置,其允许图像处理装置112经由网络 120与诸如远程定位的部件之类的其他机器和装置进行通信。

网络120可以提供局域网(LAN)、无线网络、云计算环境(例如,作为服务的软件、作为服务的平台、作为服务的基础设施等)、客户端-服务器、广域网(WAN)等。例如,网络120可以是可以包括有其他系统 S1(138)、S2(140)和S3(141)的LAN或WAN。系统S1、S2和S3 可以与图像处理装置112相同,或者系统S1、S2、S3可以是不同的系统。在一些实施方式中,网络120中的系统中的一个或更多个系统可以形成协同地执行本文中所描述的实施方式的分布式计算/模拟环境。在一些实施方式中,一个或更多个系统S1、S2和S3可以包括获取CT图像(例如,医学图像146)的CT扫描仪。另外,网络120可以连接至因特网122,以与远程驻留的服务器和客户端在因特网上进行通信。

因此,网络120可以允许在图像处理装置112与多个各种其他系统和装置——比如OIS 128、放射治疗装置130和图像获取装置132——之间进行数据传输。此外,由OIS 128和/或图像获取装置132所生成的数据可以被存储在存储器116、数据库124和/或医院数据库126中。为了根据需要通过处理器114进行访问,该数据可以经由网络120通过通信接口118 进行发送/接收。

图像处理装置112可以通过网络120与数据库124通信,以发送/接收被存储在数据库124上的多个各种类型的数据。例如,数据库124可以包括下述机器数据:该机器数据是与放射治疗装置130、图像获取装置132 或其他与放射疗法有关的机器相关联的信息。机器数据信息可以包括放射束尺寸、弧放置、射束开启及关闭持续时间、机器参数、分割、多叶准直器(MLC)构型、机架速度、MRI脉冲序列等。数据库124可以是存储装置并且数据库124可以配备有适当的数据库管理软件程序。本领域技术人员将理解的是,数据库124可以包括以中央或者分布方式定位的多个装置。

在一些实施方式中,数据库124可以包括处理器可读取存储介质(未示出)。尽管在实施方式中的处理器可读取存储介质可以是单个介质,但是术语“处理器可读取存储介质”应被认为是包括存储一组或更多组计算机可执行指令或数据的单个介质或多个介质(例如,集中式数据库或分布式数据库,和/或相关联的高速缓冲存储器及服务器)。术语“处理器可读取存储介质”还应被认为是包括能够对用于由处理器来执行的一组指令进行存储或编码的任何介质,并且这样使处理器执行本公开内容的方法中的任何一个或更多个方法。因此,术语“处理器可读取存储介质”应被认为是包括但不限于固态存储器、光学和磁性介质。例如,处理器可读取存储介质可以是一个或更多个易失性、非暂时性或非易失的有形计算机可读取介质。

图像处理器114可以与数据库124通信,以将图像读入到存储器116 中或将来自存储器116的图像存储至数据库124。例如,数据库124可以配置成存储数据库124从图像获取装置132所接收的多个图像(例如,3D MRI、4D MRI、2D MRI切片图像、CT图像、2D透视图像、X射线图像、通过MR扫描或CT扫描的原始数据、医学数据方面的数字成像及通信 (DIMCOM)等)。数据库124可以在执行软件程序144时或者在建立放射疗法治疗计划142时存储待由图像处理器114使用的数据。数据库124 可以存储由训练的神经网络所产生的数据,该经训练的神经网络包括构成通过网络所获悉的模型和由此所产生的预测数据的网络参数。图像处理装置112可以从数据库124、放射治疗装置130(例如,MR-Linac)以及或者从图像获取装置132来接收成像数据146(例如,2D MRI切片图像、 CT图像、2D透视图像、X射线图像、3D MRI图像、4D MRI图像等),以生成治疗计划142。

在实施方式中,放射治疗系统100可以包括下述图像获取装置132:该图像获取装置132能够获取患者的医学图像(例如,核磁共振成像(MRI) 图像、3D MRI、2D流式MRI、4D体积MRI、计算机断层扫描(CT)图像、锥形束CT、正电子断层扫描(PET)图像、功能性MRI图像(例如, fMRI、DCE-MRI和扩散MRI)、X射线图像、透视图像、超声图像、放射治疗射野图像、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)图像等)。图像获取装置132可以例如是MRI成像装置、CT成像装置、PET成像装置、超声装置、透视装置、SPECT成像装置、或任何其他用于获得患者的一个或更多个医学图像的合适的医学成像装置。通过图像获取装置132所获取的图像可以被存储在数据库124内,作为成像数据和/或测试数据。通过示例的方式,通过图像获取装置132所获取的图像还可以作为存储器 116中的医学图像数据146由图像处理装置112存储。

在实施方式中,例如,图像获取装置132可以与放射治疗装置130结合作为单个装置(例如,与直线加速器结合的MRI装置,其也被称为“MR-Linac”)。这种MR-Linac例如可以用于确定靶器官或靶肿瘤在患者身体内的位置,以便根据放射疗法治疗计划142来将放射治疗准确地指向预定靶。

图像获取装置132可以配置成获取患者的解剖体的针对感兴趣区域(例如,靶器官、靶肿瘤、或靶器官和靶肿瘤二者)的一个或更多个图像。每个图像特别是2D图像或切片可以包括一个或更多个参数(例如,2D切片厚度、取向以及位置等)。在实施方式中,图像获取装置132可以获取任何取向的2D切片。例如,2D切片的取向可以包括矢状取向、冠状取向、或轴向取向。处理器114可以对一个或更多个参数比如2D切片的厚度和/ 或取向进行调整,以包括靶器官和/或靶肿瘤。在实施方式中,2D切片可以通过诸如3D MRI体积之类的信息来确定。在患者正在接受放射疗法治疗的时候、例如在使用放射治疗装置130时,这种2D切片可以通过图像获取装置132以“近乎实时”的方式获取。“近乎实时”意味着以至少毫秒或更短的时间获取数据。

图像处理装置112可以生成并存储用于一个或更多个患者的放射疗法治疗计划142。放射疗法治疗计划142可以提供与待施加至每个患者的特定辐射剂量有关的信息。放射疗法治疗计划142还可以包括其他放射治疗信息,比如射束角度、剂量体积直方图信息、在治疗期间待使用的放射束的数量、每射束的剂量等。

图像处理器114可以通过利用诸如治疗计划软件比如由瑞典斯德哥尔摩的Elekta AB公司所制造的之类的软件程序144来生成放射疗法治疗计划142。为了生成放射疗法治疗计划142,图像处理器114可以与图像获取装置132(例如,CT装置、MRI装置、PET装置、X射线装置、超声装置等)通信,以访问患者的图像并且勾画靶、比如勾画肿瘤。在一些实施方式中,对处于危险中的一个或更多个器官(OAR)——比如围绕肿瘤或与肿瘤极为接近的健康组织——进行勾画可能是必需的。因此,当OAR接近靶肿瘤时,可以执行OAR的分割。另外,如果靶肿瘤接近OAR(例如,极为接近膀胱或直肠的前列腺),那么通过将OAR与肿瘤分割,放射治疗系统100不仅可以研究靶中的剂量分布而且可以研究 OAR中的剂量分布。

为了根据OAR勾画靶器官或靶肿瘤的轮廓,正在接受放射治疗的患者的医学图像——比如MRI图像、CT图像、PET图像、fMRI图像、X 射线图像、超声图像、放射治疗射野图像、SPECT图像等——可以通过图像获取装置132以无创的方式获得,以显示身体部分的内部结构。基于来自医学图像的信息,可以获得相关解剖部分的3D结构。另外,在治疗计划过程期间,可以将许多参数考虑在内,以实现靶肿瘤的有效治疗(例如,使得靶肿瘤接收用于有效治疗的足够的辐射剂量)与OAR的低辐射 (例如,OAR接收尽可能少的辐射剂量)之间的平衡。可能考虑到的其他参数包括靶器官和靶肿瘤的位置、OAR的位置、以及靶相对于OAR的运动。例如,3D结构可以通过在MRI或CT图像的每个2D层或切片内绘制靶的轮廓或绘制OAR的轮廓并且将每个2D层或切片的轮廓相结合而获得。该轮廓可以手动地生成(例如,通过医师、放射剂量测试员、或卫生保健工作者利用诸如由瑞典斯德哥尔摩的Elekta AB公司所制造的 MONACOTM之类的程序而手动生成)或自动地生成(例如,利用诸如由瑞典斯德哥尔摩的Elekta AB公司所制造的ABASTM的基于Atlas的自动分割软件之类的程序而自动生成)。在特定实施方式中,靶肿瘤或OAR的 3D结构可以由治疗计划软件来自动生成。

在靶肿瘤和OAR已经被定位且勾画之后,放射剂量测试员、医师或卫生保健工作者可以确定待施加至靶肿瘤的辐射剂量、以及确定可以由最接近肿瘤的OAR(例如,左右腮腺、视神经、眼睛、晶状体、内耳、脊髓、脑干等)接收的任何最大量的剂量。在针对每个解剖结构(例如,靶肿瘤、OAR)确定出辐射剂量之后,可以执行被认为是逆向计划的过程,以确定将实现所需的辐射剂量分布的一个或更多个治疗计划参数。治疗计划参数的示例包括体积勾画参数(例如,该体积勾画参数限定靶体积、轮廓敏感结构等)、靶肿瘤及OAR周围的范围、射束角度选择、准直器设置、以及射束开始时间。在逆向计划的过程期间,医师可以限定下述剂量约束参数:该剂量约束参数设定关于OAR可以接收辐射多少的界限(例如,对于肿瘤靶限定全剂量并且对于任何OAR限定零剂量;对于靶肿瘤限定 95%的剂量;对于脊髓神经限定接收≤45Gy的剂量、对于脑干限定接收≤55Gy的剂量、并且对于视神经结构限定接收<54Gy的剂量)。逆向计划的结果可能构成可以被存储在存储器116或数据库124中的放射疗法治疗计划142。这些治疗参数中的一些治疗参数可以互相关联。例如,试图调整一个参数(例如,对于不同的受体的权重,比如增加关于靶肿瘤的剂量)以改变治疗计划可能影响至少另一个参数,这又可能导致不同的治疗计划的研发。因此,图像处理装置112可以生成具有这些参数的量身定制的放射疗法治疗计划142,以便用于放射治疗装置130来向患者提供放射疗法治疗。

另外,放射治疗系统100可以包括显示装置134和用户接口136。显示装置134可以包括显示医学图像、接口信息、治疗计划参数(例如,轮廓、剂量、射束角度等)、治疗计划、靶、定位靶和/或跟踪靶、或任何与用户相关的信息的一个或更多个显示屏幕。用户接口136可以是键盘、小键盘、触摸屏、或用户可以将信息输入至放射治疗系统100的任何类型的装置。替代性地,显示装置134和用户接口136可以集成到诸如平板电脑——例如苹果联想三星等——之类的装置中。

此外,放射治疗系统100的任何部件或所有部件可以被实现为虚拟机器(例如,虚拟机(VMWare)、虚拟化技术(Hyper-V)等)。例如,虚拟机可以是充当硬件的软件。因此,虚拟机可以包括共同充当硬件的至少一个或更多个虚拟处理器、一个或更多个虚拟存储器、以及一个或更多个虚拟通信接口。例如,图像处理装置112、OIS 128、图像获取装置132可以被实现为虚拟机。考虑到可用的处理能力、内存和计算能力,整个放射治疗系统100可以被实现为虚拟机。

图2示出了可以包括放射源——比如X射线源或直线加速器——、治疗床216、成像检测器214和放射治疗输出件204的示例性放射治疗装置202。放射治疗装置202可以配置成发射放射束208以向患者提供治疗。放射治疗输出件204可以包括一个或更多个衰减器或准直器,比如多叶准直器(MLC)。

在图2中,患者可以定位在区域212中、由治疗用治疗床216支承,以根据放射疗法治疗计划而接收放射治疗剂量。放射治疗输出件204可以安装或附接至机架206或其他机械支承件。一个或更多个底架马达(未示出)可以在治疗床216被插入到治疗区域中时使机架206和放射治疗输出件204绕治疗床216旋转。在实施方式中,机架206可以在治疗床216被插入到治疗区域中时能够绕治疗床216连续旋转。在另一实施方式中,机架206可以在治疗床216被插入到治疗区域中时旋转至预定位置。例如,机架206可以构造成使治疗输出204绕轴线(“A”)旋转。治疗床216和放射治疗输出件204都可以独立地可移动至患者周围的其他位置——比如能够沿横向方向(“T”)移动、能够沿侧向方向(“L”)移动——或者绕一个或更多个其他轴线旋转、比如绕横向轴线旋转(如“R”所指示的)。通信连接至一个或更多个致动器(未示出)的控制器可以根据放射疗法治疗计划来控制治疗床216的运动或旋转,以便将患者恰当地定位在放射束 208中或放射束208之外。由于治疗床216和机架206都可以以多个自由度独立于彼此而可移动,这允许患者被定位成使得放射束208可以精确地靶向肿瘤。

图2中所示出的坐标系(包括轴线A、轴线T和轴线L)可以具有位于等中心210处的原点。等中心可以被定义为下述位置:在该位置处,放射治疗射束208的中心轴线与坐标轴的原点相交,以将规定的辐射剂量递送至患者上或患者内。替代性地,等中心210可以被定义为下述位置:在该位置处,针对如由机架206围绕轴线A定位的放射治疗输出件204的各种旋转位置,放射治疗射束208的中心轴线与患者相交。

机架206还可以具有附接的成像检测器214。成像检测器214优选地定位成与放射源204相反,并且在实施方式中,成像检测器214可以位于治疗射束208的场内。

成像检测器214可以安装在机架206上,优选地与放射治疗输出件 204相对地安装在机架206上,以保持与治疗射束208对准。成像检测器 214随着机架206旋转而绕旋转轴线旋转。在实施方式中,成像检测器214 可以是平板检测器(例如,直接检测器或闪烁器检测器)。以这种方式,成像检测器214可以用于监测治疗射束208,或者成像检测器214可以用于对患者的解剖结构进行成像,比如射野成像。放射治疗装置202的控制电路可以被集成在系统100内、或者远离系统100集成。

在说明性实施方式中,治疗床216、治疗输出204或机架206中的一者或更多者可以被自动定位,并且治疗输出204可以根据用于特定治疗递送实例的指定剂量来建立治疗射束208。治疗递送序列可以根据放射疗法治疗计划比如使用机架206、治疗床216或治疗输出204中的一个或更多个不同的取向或位置来指定。治疗递送可以循序地发生,但是治疗递送可以在患者上或患者内的期望的治疗位点中相交,比如在等中心210处相交。由此可以将放射治疗的规定的累积剂量递送至治疗位点,同时减少或避免对治疗位点附近的组织的损伤。

因此,图2具体示出了放射治疗装置202的示例,该放射治疗装置 202能够操作成向患者提供放射疗法治疗并且具有其中放射治疗输出件可以绕中心轴线(例如,轴线“A”)旋转的构型。可以使用其他放射治疗输出件构型。例如,放射治疗输出件可以安装至具有多个自由度的机械臂或机械手。在又一实施方式中,治疗输出可以被固定、比如定位在与患者侧向间隔开的区域中,并且支承患者的平台可以用于将放射治疗等中心与位于患者身体内的特定靶位点对准。在另一实施方式中,放射治疗装置可以是直线加速器和图像获取装置的组合。在一些实施方式中,图像获取装置可以是MRI装置、X射线装置、CT装置、CBCT装置、螺旋CT装置、 PET装置、SPECT装置、光学断层摄影装置、荧光成像装置、超声波成像装置、或放射治疗射野成像装置等,如由本领域的普通技术人员将认识到的。

图3示出了构造成对比如MR-Linac系统中的放射治疗剂量进行监测的监测器室300的部分的示例。监测器室300包括室本体310、一个或更多个馈通件320、以及盖(未示出)。通过非限制性示例的方式,室本体 310可以具有矩形形状,如图3中所示出的那样。室本体310可以具有用以接纳气体和剂量板硬件的开口以及用以保持气体和剂量板硬件的内部隔室。

盖可以定尺寸成且适于牢固地围封室本体310的开口,从而形成气密密封的内部隔室。在示例中,盖可以比如沿着监测器室300的周边340被氩弧焊焊接至室本体310。在各种示例中,盖和室本体310可以在被焊接到一起之前进行电镀。

监测器室300可以利用固定器件而配装到盒式件中。该盒式件可以以可移除的方式可插入到MR-Linac治疗头中。在示例中,监测器室300包括比如从室本体310的边沿延伸的至少一个延伸部330。位于延伸部330 上的一个或更多个周边孔332可以允许固定器件——比如螺钉或螺栓——穿过以将室本体310与盒式件连结。

由于监测器室300可能经常暴露于强磁场中,因此可以使用非磁性材料来形成室本体310或盖。在示例中,室本体310和盖二者都可以由“316 级”不锈钢制成。该“316级”不锈钢是具有2%至3%钼成分的奥氏体形式的不锈钢。添加的钼使金属更耐点蚀和腐蚀、同时在暴露于高温时改善了耐受性。该等级的不锈钢在被用于酸性环境中时尤其有效。通过该金属,可以防止由乙酸、盐酸和其他形式的酸引起的腐蚀。另外,“316级”不锈钢具有极好的成形特性和焊接特性。易于压弯成形或滚压成用于在工业领域、建筑领域和运输领域中的应用的各种零部件。通过“316级”不锈钢,在焊接薄部段时通常不需要进行焊后退火。

馈通件320可以容纳用以向剂量监测器室传输电信号或者从剂量监测器室传输电信号的信号管脚。馈通件320可以从其侧面板连结至室本体 310,如图3中所示出的。在示例中,室本体310和信号管脚二者都由金属材料制成(例如,由“316级”不锈钢制成),并且馈通件320可以利用绝缘体比如陶瓷绝缘体而与室本体310电绝缘。

图4A至图4B示出了提供有用于保持剂量监测器室(DMC)400内的不透气环境的空气通路密封结构420的DMC 400的示例。DMC 400是 DMC 300的实施方式。如图4A中所示出的,空气通路密封结构420可以位于DMC 400的室本体410的一部分上。图4B示出了空气通路密封结构 420的剖视图。空气通道421可以位于沿着室本体410的周边的一侧。空气通道421具有靠近DMC 400的内部的第一开口。当DMC 400的内部是气密的或者DMC 400中的空气压力处于期望的范围内时,密封结构420 可以密封空气通道421并且保持DMC 400中的期望的不透气环境。

如图4B中所示出的,密封结构420可以包括密封插入件424,该密封插入件424构造成经由位于DMC 400的内部的远端处的第二开口而与空气通道421接合。密封结构420可以包括第一连接器426,该第一连接器426以可移除的方式联接至室本体410并且构造成保持并支承密封插入件424。在示例中,密封插入件424与空气通道摩擦地接合。为了增强摩擦且为了保持期望的密封,密封插入件424以及可选地空气通道421的与密封插入件424配合的部分可以分别定形状且成形成确保密封插入件424 与空气通道421之间的紧密联接。在一个示例中,密封插入件424具有渐缩密封柄部,并且空气通道421具有与密封插入件424的渐缩柄部相一致的渐缩接纳部。在另一示例中,密封插入件424具有拱形密封柄部,并且空气通道421具有用以接纳密封插入件424的拱形柄部的渐缩接纳部。在又一示例中,密封插入件424具有用以与空气通道421的渐缩接纳部接合的成直角的密封柄部。

密封插入件424具有圆柱形轴。密封橡胶件425可以沿周向绕密封插入件的轴的至少一部分卷绕。第一连接器426可以保持和支承密封橡胶件 425。密封橡胶件425和用以支承的第一连接器426可以与空气通道421 摩擦地接合。在一些示例中,密封插入件424可以另外地包括用以与空气通道421接合的带螺纹的密封接口。

密封结构420可以包括以可移除的方式联接至室本体410的第二连接器423。连接器423可以具有接口422,该接口422构造成与用以对DMC 400内的通过空气通道421的空气的压力进行监测的压力计(未示出)接合。替代性地或另外,接口422可以与用以对DMC 400内的通过空气通道421的空气的压力进行调节的空气泵接合。接口422可以具有螺纹或类似的联接机构以便与空气压力计和空气泵接合。

在一些示例中,密封结构420可以包括用以将密封插入件424以可调节的方式固定在空气通道421内的止动件427。该止动件可以接合密封插入件的带螺纹的接纳部,以使止动件横向扩张进而用于对进气进行密封。通过非限制性示例的方式,止动件可以包括螺钉。一旦在DMC 400的内部建立气密环境,则止动件可以被拧入密封插入件424中,使得止动件横向扩展以有助于对密封插入件424进行密封并使密封插入件424稳固。当 DMC 400内的空气压力需要被检查(例如,利用压力计进行检查)、或者需要被调节(例如,利用空气泵进行调节)时,螺钉可以被拧松以使密封插入件424更向左后退,使得空气通道421通向压力计或空气泵。

密封橡胶件425和用以支承的第一连接器426可以仅在用泵吸入空气或连接压力计以监测压力时使用。通过对空气通道421进行密封,密封橡胶件425可以避免空气从左侧泄漏,使得空气可以仅沿由图4B中所示出的箭头指示的方向流动。在一些示例中,在不执行空气压力检查或空气压力调节时,密封橡胶件425和用以支承的第一连接器426可以被移除。如图4A和图4B中所示出的,连接器423可以联接至与密封橡胶件425间隔开的另一密封橡胶件428,所述另一密封橡胶件428在进行压力检查或压力调节之前被预安装。密封橡胶件428可以有助于第二连接器423的固定并且有助于压力测试或压力调节装备的接合。

以上描述包括对附图的参考,附图形成该详细描述的一部分。附图通过图示的方式示出了可以实施本实用新型的具体实施方式。这些实施方式在本文中也称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的元件之外的元件。然而,本专利发明人还设想到其中仅提供了示出或描述的那些元件的示例。此外,本专利发明人还设想到使用了关于特定示例(或其一个或更多个方面)或者关于本文中示出或描述的其他示例(或其一个或更多个方面)而示出或描述的那些元件的任何组合或置换的示例。

在本文献与通过引用并入的任何文献之间有不一致用法的情况下,则以在本文献中的用法为准。

如在专利文献中常见的,在本文献中,术语“一个(a或an)”用于包括一个或多于一个,其独立于“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法。在本文献中,除非另有说明,否则术语“或”用于表示非排他性的,使得“A或B”包括“A但无B”、“B但无A”以及“A和 B”。在本文献中,术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的普通英文等同物。此外,在所附权利要求书中,术语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放式的,即,包括除了权利要求书中的在这种术语之后列出的元件之外的元件的系统、装置、物品、组合物、配方或工艺仍被认为处于该权利要求书的范围内。此外,在所附权利要求书中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记,并不旨在对其对象施加数字要求。

除非上下文另有说明,否则几何术语,比如“平行”、“垂直”、“圆形”或“方形”不旨在要求绝对的数学精度。相反,这种几何术语允许因制造或等效功能而引起的变型。例如,如果元件被描述为“圆形”或“大致圆形”,则不是精确圆形的部件(例如,略微椭圆形部件或多边形部件)仍被该描述所涵盖。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如,以上描述的示例(或其一个或更多个方面)可以彼此组合使用。可以使用其他实施方式,比如由本领域普通技术人员在浏览以上描述之后。提供摘要以符合37C.F.R. §1.72(b),以使读者能够快速确定技术公开的本质。以下述理解来提交摘要:摘要不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。而且,在以上详细描述中,各种特征可以组合在一起以精简本公开内容。这不应被解释为意指未请求保护的公开的特征对于任何权利要求是必不可少的。相反,实用新型主题可以在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此,所附权利要求书作为示例或实施方式被并入到详细描述中,其中每个权利要求自身作为单独的实施方式,并且可以预期这些实施方式可以以各种组合或置换彼此组合。本实用新型的范围应当参照所附权利要求书以及这样的权利要求书有权享有的等同物的全部范围来确定。

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