用于确定放射治疗束形状的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开用于确定放射治疗束形状的方法和系统。一种确定放射治疗系统的放射束在治疗位置处的形状的方法，所述系统包括：放射源，其用于将所述放射束朝向所述治疗位置投影；和多叶准直器，其布置在放射源和治疗位置之间，所述多叶准直器包括可移动叶片的阵列，所述可移动叶片的阵列能够定位成横切并阻挡放射束的部分以限定所述放射束在所述治疗位置处的形状，其中，阵列中的至少一组叶片被对准为使得该组中的叶片的平面会聚在从放射源横向移位的点处；所述方法包括：对于定位成横切放射束的阵列中的每个叶片，确定相对于放射束的投影宽度，其中投影宽度大于相应叶片的厚度；和使用投影的叶片宽度来确定放射束在治疗位置处的形状。

Method and System for Determining Beam Shape of Radiotherapy

The invention discloses a method and system for determining the shape of a radiation therapy beam. A method for determining the shape of the radiation beam at the therapeutic position of a radiotherapy system includes: a radiation source for projecting the radiation beam toward the therapeutic position; and a multi-leaf collimator arranged between the radiation source and the therapeutic position. The multi-leaf collimator includes an array of movable blades, which can be positioned as transverse cutting and parallel cutting. The portion blocking the radiation beam to define the shape of the radiation beam at the therapeutic position, in which at least one group of blades in the array is aligned so that the plane of the blades in the group converges at the point transversely shifted from the radiation source; the method includes: determining the projection width relative to the radiation beam for each blade in the array positioned as a transverse radiation beam, where the projection is carried out. The width is larger than the thickness of the corresponding blade; and the shape of the radiation beam at the therapeutic position is determined by using the width of the projected blade.

【技术实现步骤摘要】
用于确定放射治疗束形状的方法和系统
本专利技术涉及确定放射治疗束在靶位置处的形状。特别地，本专利技术提供了用于确定多叶准直器的叶片对投射到患者的肿瘤(靶)上的辐射方向图的影响的方法。
技术介绍
在放射疗法中，X射线的射束指向患者体内待治疗的靶。放射疗法的目的是尝试用足够的放射照射靶(通常是位于患者身体上或身体内的肿瘤)，以使肿瘤收缩，同时使周围的健康组织的照射和损伤最小化。实现此目的的一种方式是在X射线源和患者之间引入射束整形器或准直器。准直器阻挡射束的一部分，使得施加到患者的射束的形状更紧密地匹配呈现给射束的靶(即肿瘤)的形状。一种形式的准直器是包括可移动叶片阵列的多叶准直器(MLC)，叶片阵列可定位成横切并阻挡放射束的部分，以限定在靶处的放射束的形状。WO2008/141667公开了MLC。已经提出将放射治疗系统与磁共振成像(MRI)系统集成以允许靶成像并为放射束的成形和定位提供引导以获得有效治疗。图像引导放射治疗(IGRT)包括获得包括靶的患者的图像，并使用该图像设计放射治疗计划，包括从患者周围的不同位置照射靶，同时调节MLC以在每个照射方向上在靶处获得适当的射束形状。一旦创建了治疗计划，然后将患者置于IGRT系统中并开始照射。通过在照射的同时获得进一步的图像，可以确定靶的形状和位置与初始图像中的形状和位置相比的任何变化(例如由于患者移动、肿瘤的生长或收缩等导致的变化)，并且通过在治疗期间调节MLC修改射束形状，使得所施加的放射束可以对应于治疗计划中所需的放射束。EP2359905公开了一种IGRT设备。本专利技术解决了确定在靶处的射束形状的问题。专利
技术实现思路
第一方案提供了一种确定放射治疗系统的放射束在靶位置处的形状的方法，所述系统包括：放射源，其用于将所述放射束沿着射束轴朝向所述靶位置投影；和多叶准直器，其布置在放射源和靶位置之间，所述多叶准直器包括可移动叶片的阵列，所述可移动叶片的阵列能够定位成横切并阻挡放射束的部分以限定所述放射束在所述靶位置处的形状，其中，所述阵列中的至少一些叶片被对准为使得所述至少一些叶片的平面会聚在从放射源横向移位的点处；所述方法包括：对于定位成横切放射束的所述阵列中的每个叶片，确定相对于放射束的投影宽度，其中，所述投影宽度大于相应叶片的厚度，并且对于具有基本相同的厚度的叶片，为较远离射束轴的叶片确定比较接近射束轴的叶片的投影宽度宽的投影宽度；和使用投影的叶片宽度来确定放射束在靶位置处的形状。所述多叶准直器的所有叶片具有基本相同的厚度，所述方法包括为叶片确定越远离射束轴越逐渐变宽的投影宽度。所述方法可以包括使用所述投影的叶片宽度来确定在所述靶位置处所述放射束的边缘的位置。投影的叶片宽度可以被确定为：在垂直于射束轴并穿过叶片的平面中，在(i)在延伸通过放射源的平面中离射束轴最远的叶片的横向边缘端点与(ii)延伸通过放射源并包括最靠近射束轴的叶片的横向边缘端点的平面之间的距离。靶位置可以针对能够移入和移出所述放射束的受验者(例如，患者)而定义。在本例中，所述方法还可包括：识别受验者中的靶位置；确定照射靶位置所需的初始期望射束形状；定位受验者以被放射束照射；基于靶位置处的初始射束形状定位多叶准直器的叶片；用射束照射靶位置；确定靶位置处的修正射束形状；和调整多叶准直器的一个或多个叶片的位置，以将射束形状从初始射束形状改变为修正射束形状。该方法可选地包括调整放射源相对于受验者的位置并从不同方向中的至少一个方向照射靶位置，可选地还包括调整多叶准直器的叶片的位置，以限定当前照射方向上射束的形状，以补偿在先前照射方向上的初始放射束形状与当前的照射方向的修正放射束形状之间的差异。所述方法可以包括在查找表中存储每个叶片的投影宽度的值，并在确定放射束在靶位置处的形状时查询存储在查找表中的值。另一个方案提供了一种放射治疗系统，其包括：放射源，其用于将所述放射束沿着射束轴朝向所述靶位置投影；多叶准直器，其布置在放射源和靶位置之间，所述多叶准直器包括可移动叶片的阵列，所述可移动叶片的阵列能够定位成横切并阻挡放射束的部分以限定所述放射束在所述靶位置处的形状，其中，所述阵列中的至少一些叶片被对准为使得所述至少一些叶片的平面会聚在从放射源横向移位的点处；和控制系统，其用于控制多叶准直器移动叶片以在靶位置处提供期望的射束形状；其中所述控制系统配置为根据第一方案的方法操作放射治疗系统。多叶准直器的所有叶片可以具有基本相同的厚度。另一个方案提供了一种存储指令的计算机可读介质，在所述指令由适当编程的装置读取时，提供用于执行根据第一方案的方法的指令。还提供了其它方案，包括治疗患者的方法和治疗肿瘤的方法。附图说明现在将参考附图以示例的方式描述本专利技术，在附图中：图1示出了包括放射治疗设备和磁共振成像设备的系统；图2示出了图1的系统的示意图；图3示出了多叶准直器；图4a和图4b示出了图3的MLC中叶片的对准；图5示出了MLC中叶片对准效果的示意图；图6示出了治疗区域和射束边缘的示意图；图7a和图7b示出了对于不同的叶片宽度，射野边缘位置的误差关于距离射束轴的距离而变化的曲线图。具体实施方式图1示出了包括EP2359905中描述的类型的放射治疗设备和磁共振成像(MRI)设备的系统。放射治疗设备6和MRI设备4在图2中示意性地示出。所述系统包括诊察台10，用于将患者支撑在设备中。诊察台10可沿着水平的平移轴线(标记为“I”)移动，使得搁置在诊察台上的患者移动到如WO2009/007737中所述的放射治疗和MRI设备中。系统2还包括用于产生位于诊察台10上的患者的实时图像的MRI设备4。MRI设备包括用于产生用于磁共振成像的主磁场的主磁体16。由磁体16产生的磁场线基本上平行于中央平移轴线I延伸。主磁体16包括一个或多个线圈，其轴线平行于平移轴线I延伸。如图所示，所述一个或多个线圈可以是单个线圈或不同直径的多个同轴线圈。主磁体16中的线圈布置成使得磁体16的中央窗口(window)没有线圈。磁体16还可以包括一个或多个有源屏蔽线圈，用于在磁体16外部产生与主磁场基本大小相等且极性相反的磁场。系统2的更敏感的部件(例如加速器)定位在磁体16外部的该区域中，在该区域中，磁场被消除，至少至一阶。MRI设备4还包括产生叠加在主磁场上的梯度磁场的两个梯度线圈18、20。这些线圈18、20在合成磁场中产生梯度，其允许质子的空间编码，使得其位置可以通过发生共振的频率(拉莫尔频率)来确定。梯度线圈18、20定位成围绕与主磁体16共同的中央轴线，并且沿着该中央轴线从彼此移位。该移位在两个线圈18、20之间产生间隙或窗口。在主磁体16还包括线圈之间的中央窗口的实施例中，两个窗口彼此对准。RF系统22以变化的频率向患者发射无线电信号，并检测那些频率的吸收，从而可以确定患者体内质子的存在和部位。例如，RF系统22可以包括既发射无线电信号又接收反射信号的单个线圈、专用发射和接收线圈、或多元件相控阵线圈。控制电路24控制各种线圈16、18、20和RF系统22的操作，并且信号处理电路26接收RF系统的输出，以产生由诊察台10支撑的患者的图像。系统2还包括向由诊察台10支撑的患者传送放射剂量的放射治疗设备6。至少包括放射源30(例如x射线源)和多叶准直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定放射治疗系统的放射束在靶位置处的形状的方法，所述系统包括：放射源，其用于将所述放射束沿着射束轴朝向所述靶位置投影；和多叶准直器，其布置在所述放射源和所述靶位置之间，所述多叶准直器包括可移动叶片的阵列，所述可移动叶片的阵列能够定位成横切并阻挡所述放射束的部分以限定所述放射束在所述靶位置处的形状，其中，所述阵列中的至少一些叶片被对准为使得所述至少一些叶片的平面会聚在从所述放射源横向移位的点处；所述方法包括：对于定位成横切所述放射束的所述阵列中的每个叶片，确定相对于所述放射束的投影宽度，其中，所述投影宽度大于相应叶片的厚度，并且对于具有基本相同的厚度的叶片，为较远离所述射束轴的叶片确定比较接近所述射束轴的叶片的投影宽度宽的投影宽度；和使用投影的叶片宽度来确定所述放射束在所述靶位置处的所述形状。

【技术特征摘要】
2017.12.07 GB 1720403.31.一种确定放射治疗系统的放射束在靶位置处的形状的方法，所述系统包括：放射源，其用于将所述放射束沿着射束轴朝向所述靶位置投影；和多叶准直器，其布置在所述放射源和所述靶位置之间，所述多叶准直器包括可移动叶片的阵列，所述可移动叶片的阵列能够定位成横切并阻挡所述放射束的部分以限定所述放射束在所述靶位置处的形状，其中，所述阵列中的至少一些叶片被对准为使得所述至少一些叶片的平面会聚在从所述放射源横向移位的点处；所述方法包括：对于定位成横切所述放射束的所述阵列中的每个叶片，确定相对于所述放射束的投影宽度，其中，所述投影宽度大于相应叶片的厚度，并且对于具有基本相同的厚度的叶片，为较远离所述射束轴的叶片确定比较接近所述射束轴的叶片的投影宽度宽的投影宽度；和使用投影的叶片宽度来确定所述放射束在所述靶位置处的所述形状。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多叶准直器的所有叶片具有基本相同的厚度，所述方法包括为叶片确定越远离所述射束轴越逐渐变宽的投影宽度。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括使用所述投影的叶片宽度来确定在所述靶位置处所述放射束的边缘的位置。4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述投影的叶片宽度被确定为：在垂直于所述射束轴并穿过叶片的平面中，在(i)在延伸通过所述放射源的平面中离所述射束轴最远的叶片的横向边缘端点与(ii)延伸通过所述放射源并包括最靠近所述射束轴的叶片的横向边缘端点的平面之间的距离。5.根据前述任一项权利要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·托，贝戈纳·维瓦斯，雅努什·哈拉西莫维卡兹，戴维·安东尼·罗伯茨，
申请(专利权)人：医科达有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB