用于PET检测器余辉管理的方法技术

在此公开了在存在引起PET检测器余辉的电离放射的情况下用于采集正电子发射(或PET)数据的方法和设备。在一个变型中，该方法包括在治疗环节期间调节PET检测器的重合触发阈值。在一个变型中，该方法包括在治疗环节期间调节在正电子发射数据采集中使用的增益因子(例如，用于对(多个)PET检测器的(多个)输出进行乘积和/或移位的增益因子)。在一些变型中，一种用于在放射治疗环节期间获取正电子发射数据的方法包括：在由直线加速器发射出放射脉冲之后，将PET检测器与控制器的信号处理器之间的通信暂停预定时间段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于PET检测器余辉管理的方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月11日提交的美国临时专利申请No.62/531,260的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及在包括线性加速器(或其它电离放射源)和一个或多个正电子发射(或PET)检测器的放射治疗系统中使用的方法。
技术介绍
放射治疗系统通常具有放射源(例如，线性加速器或直线加速器)，该放射源生成用于辐射靶向组织区域(诸如患者肿瘤区域)的治疗放射束。尽管生成的放射束可以被引向靶向区域并且可以由一个或多个钳口和/或准直仪进行束限制，但是放射束的一部分可能从靶向区域偏离和/或散射。该散射的放射可能会干扰放射治疗系统的其它组件的功能。例如，散射或杂散的放射可能会影响放射治疗系统中各种检测器(诸如X射线和/或PET检测器)精确获取数据的能力。放射治疗系统中的PET检测器可能会受到影响，使得PET检测器对散射或杂散的放射的响应可能与真正的正电子发射事件无法区分。在高水平放射的情况下(例如，诸如在来自直线加速器的放射脉冲期间)，PET检测器可能会“消隐”和/或饱和。这可能使它们无法有意义地检测正电子发射数据。因此，可能期望开发用于管理由于来自直线加速器的散射放射而导致设备损坏和/或数据损坏的风险的方法和设备。
技术实现思路
在此公开了用于在存在引起PET检测器余辉的电离放射的情况下获取正电子发射(或PET)数据的方法和设备。在一个变型中，该方法可以包括在治疗环节期间调节PET检测器的重合触发阈值。重合触发阈值可以随着PET检测器余辉度增加而增加。例如，重合触发阈值可以随着一个或多个PET检测器的暗计数率增加和/或超过阈值暗计数率而增加。可替代地或另外地，重合触发阈值可以随着一个或多个PET检测器的偏置电流增加和/或超过阈值偏置电流水平而增加。还可以基于系统的测量温度(例如，在PET检测器处或附近)来调节重合触发阈值，其中，重合触发阈值可以随着系统温度增加而增加。在一些变型中，重合触发阈值可以基于放射源或直线加速器的放射输出来调节。例如，当发射的放射脉冲的数量超过预定阈值时，和/或基于脉冲时间表，和/或基于直线加速器在治疗环节期间所发射的放射的累积量，可以调节重合触发阈值。在一些变型中，如果两个系统组件(例如，直线加速器和准直仪)之间的同步偏移并且定时偏移超过预定阈值，则可以调节重合触发阈值。在一些变型中，一种用于在放射治疗环节期间获取正电子发射数据的方法可以包括：在直线加速器已经发射了放射脉冲之后，将PET检测器与控制器的信号处理器之间的通信暂停预定时间段。例如，预定时间段可以是约100μs或更长，或约200μs或更长。可替代地或另外地，预定时间段可以至少部分地由直线加速器放射脉冲的宽度或持续时间确定。例如，预定时间段可以比直线加速器脉冲的持续时间长约25倍或约100倍。在预定时间段过去之后，PET检测器与信号处理器之间的通信可以恢复，并且正电子发射数据可以从检测器传输到信号处理器和/或由信号处理器获取以用于控制器的分析和/或存储。在其它变型中，放射治疗系统可以包括放射源、多个PET检测器(例如，PET检测器阵列)以及可在多个PET检测器上方移动的放射阻挡罩。当放射源发射放射时，放射阻挡罩可以在辐射间隔期间定位于PET检测器上方，而当放射源不发射放射时，可以在检测间隔期间远离PET检测器定位。放射治疗系统的一个变型可以包括：放射源，其被配置为将一个或多个放射脉冲引向关注的PET-avid区域，其中每个放射脉冲具有预定的脉冲持续时间；多个PET检测器，其被配置为通过检测正电子湮没光子对来检测正电子发射路径，该正电子湮没光子对在重合时间窗口内入射到检测器的一部分上并生成超过重合触发阈值的检测器信号；以及与多个PET检测器通信的控制器，其中，控制器被配置为在治疗环节期间调节重合触发阈值。控制器可以被配置为在阈值数量的放射脉冲已经被引向关注区域之后，调节重合触发阈值。放射脉冲的阈值数量可以是约1000个放射脉冲。重合触发阈值可以是从约两个光子触发到约五个光子触发。重合触发阈值可以是第一重合触发阈值，并且放射脉冲的阈值数量可以是放射脉冲的第一阈值数量，并且控制器可被配置为在第二阈值数量的放射脉冲已经被引向关注区域之后，将第一重合触发阈值调节为第二重合触发阈值。第二重合触发阈值可大于第一重合触发阈值，并且放射脉冲的第二阈值数量大于放射脉冲的第一阈值数量。第二重合触发阈值可以是从约四个光子触发到约六个光子触发，并且放射脉冲的第二阈值数量可以是约2000。第二重合触发阈值可以小于第一重合触发阈值，并且放射脉冲的第二阈值数量可以大于放射脉冲的第一阈值数量。控制器可以被配置为基于距基线大于10％的定时变化来调节重合触发阈值，和/或可以被配置为当多个PET检测器中的一个或多个PET检测器的暗计数率超过阈值暗计数率时，调节重合触发阈值。阈值暗计数率可以例如从约3Mcps到约10Mcps。可选地，控制器可以进一步包括电流检测器，该电流检测器被配置为测量多个PET检测器中的一个或多个PET检测器的偏置电流，并且其中，控制器被配置为在偏置电流超过阈值偏置电流值时调节重合触发阈值。阈值偏置电流值可以是从约0.1mA至约5mA，例如约1mA，约3mA。可替代地或另外地，控制器可以被配置为当从放射源发射的放射量超过阈值放射水平时，调节重合触发阈值。阈值放射水平可以是从约0.1cGy/min至约1cGy/min。控制器可以进一步包括信号处理器和被配置为选择性地将PET检测器输出信号传送到信号处理器的开关。该开关可以被配置为将PET检测器输出信号到信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停预定时间段，其中，预定时间段与每个放射脉冲的持续时间的比率可以在约25：1到约100：1之间。控制器可以被配置为将PET检测器输出信号到信号处理器的通信暂停每个放射脉冲的持续时间和在每个放射脉冲之后的预定时间段。控制器可以被配置为基于门控信号来暂停PET检测器输出信号到信号处理器的通信。门控信号可使控制器将PET检测器输出信号到信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停至少100μs。在一些变型中，门控信号可使控制器将PET检测器输出信号到信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停至少200μs。可替代地或另外地，控制器可以被配置为至少部分地基于放射脉冲的定时时间表来调节重合触发阈值。在此还公开了一种用于自动调节PET检测器的重合触发阈值的方法。该方法可以包括：测量包括两个或更多个具有重合触发阈值的PET检测器的放射治疗系统的特性；确定所测量的特性是否超过该特性的预定阈值；以及基于对所测量的特性是否超过该特性的阈值的确定来调节重合触发阈值。调节重合触发阈值可以包括：如果所测量的特性超过该特性的预定阈值，则增加重合触发阈值，或者如果所测量的特性处于或低于该特性的预定阈值，则减小重合触发阈值。所测量的特性可以是两个或更多个PET检测器的暗计数率，并且预定阈值可以是暗计数率阈值。所测量的特性可以是两个或更多个PET检测器的偏置电流，并且预定阈值可以是偏置电流阈值。放射治疗系统可以包括温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射治疗系统，包括：/n放射源，其被配置为将一个或多个放射脉冲引向关注的PET-avid区域；/n多个PET检测器，其中，所述多个PET检测器被配置为检测正电子湮没光子；/n电流检测器，其被配置为测量所述多个PET检测器的偏置电流；以及/n控制器，其被配置为接收来自所述多个PET检测器的光子数据输出，其中，所述控制器被配置为通过使用基于在治疗环节期间所测量的偏置电流而计算出的增益因子来调节所述光子数据输出，来检测重合的正电子湮没光子对。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170711 US 62/531,2601.一种放射治疗系统，包括：
放射源，其被配置为将一个或多个放射脉冲引向关注的PET-avid区域；
多个PET检测器，其中，所述多个PET检测器被配置为检测正电子湮没光子；
电流检测器，其被配置为测量所述多个PET检测器的偏置电流；以及
控制器，其被配置为接收来自所述多个PET检测器的光子数据输出，其中，所述控制器被配置为通过使用基于在治疗环节期间所测量的偏置电流而计算出的增益因子来调节所述光子数据输出，来检测重合的正电子湮没光子对。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为当所述偏置电流超过阈值偏置电流值时调节所述增益因子。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述增益因子是所测量的偏置电流与光子数据输出中的所述正电子湮没光子的所述检测的光峰偏移的大小之间的比率。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，调节所述光子数据输出包括：将所述光子数据输出乘以所述增益因子，或者将所述光子数据输出线性地偏移所述增益因子。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为在阈值数量的放射脉冲已经被引向所述关注区域之后，调节所述增益因子。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，放射脉冲的所述阈值数量是约1000个放射脉冲。


7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述增益因子是第一增益因子，并且放射脉冲的所述阈值数量是放射脉冲的第一阈值数量，以及其中，所述控制器被配置为在第二阈值数量的放射脉冲已经被引向所述关注区域之后将所述第一增益因子调节为第二增益因子。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二增益因子大于所述第一增益因子，并且放射脉冲的所述第二阈值数量大于放射脉冲的所述第一阈值数量。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于来自所述多个PET检测器的所述光子数据输出来计算湮没光子的光峰位置，并且基于所述光峰位置距基线水平的偏移来调节所述增益因子。


10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为当所述多个PET检测器中的一个或多个PET检测器的暗计数率超过阈值暗计数率时，调节所述增益因子。


11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述阈值暗计数率是从约3Mcps至约10Mcps。


12.根据权利要求2所述的系统，其中，所述阈值偏置电流值是从约0.1mA至约1mA。


13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为当从所述放射源发射的放射量超过阈值放射水平时，调节所述增益因子。


14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述阈值放射水平是从约0.1cGy/min至约1cGy/min。


15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步包括信号处理器和被配置为选择性地将PET检测器输出信号传送给所述信号处理器的开关，其中，所述开关被配置为将所述PET检测器输出信号到所述信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停预定时间段，其中，所述预定时间段与每个放射脉冲的持续时间的比率在约25：1到约100：1之间。


16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制器被配置为将所述PET检测器输出信号到所述信号处理器的通信暂停每个放射脉冲的所述持续时间以及在每个放射脉冲之后暂停所述预定时间段。


17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于门控信号来暂停所述PET检测器输出信号到所述信号处理器的通信。


18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述门控信号使所述控制器将所述PET检测器输出信号到所述信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停100μs或更长。


19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述门控信号使所述控制器将所述PET检测器输出信号到所述信号处理器的通信在每个放射脉冲之后暂停200μs或更长。


20.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地基于所述放射脉冲的定时时间表来调节所述增益因子。


21.一种放射治疗系统，包括：
放射源，其被配置为将一个或多个放射脉冲引向关注的PET-avid区域，其中，每个放射脉冲具有预定的脉冲持续时间；
多个PET检测器，其被配置为通过检测正电子湮没光子对来检测正电子发射路径，所述正电子湮没光子对在重合时间窗口内入射到所述检测器的一部分上并生成超过重合触发阈值的检测器信号；以及
控制器，其与所述多个PET检测器通信，其中，所述控制器被配置为在治疗环节期间调节所述重合触发阈值。


22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制器被配置为在阈值数量的放射脉冲已经被引向所述关注区域之后，调节所述重合触发阈值。


23.根据权利要求22所述的系统，其中，放射脉冲的所述阈值数量是约1000个放射脉冲。


24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述重合触发阈值是从约两个光子触发到约五个光子触发。


25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述重合触发阈值是第一重合触发阈值，并且放射脉冲的所述阈值数量是放射脉冲的第一阈值数量，以及其中，所述控制器被配置为在第二阈值数量的放射脉冲已经被引向所述关注区域之后，将所述第一重合触发阈值调节为第二重合触发阈值。


26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述第二重合触发阈值大于所述第一重合触发阈值，并且放射脉冲的所述第二阈值数量大于放射脉冲的所述第一阈值数量。


27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述第二重合触发阈值是从约四个光子触发到约六个光子触发，并且放射脉冲的所述第二阈值数量是约2000。


28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述第二重合触发阈值小于所述第一重合触发阈值，并且放射脉冲的所述第二阈值数量大于放射脉冲的所述第一阈值数量。


29.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于距基线大于10％的定时变化来调节所述重合触发阈值。


30.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制器被配置为当所述多个PET检测器中的一个或多个PET检测器的暗计数率超过阈值暗计数率时，调节所述重合触发阈值。


31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述阈值暗计数率是从约3Mcps至约10Mcps。


32.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器进一步包括电流检测器，所述电流检测器被配置为测量所述多个PET检测器中的一个或多个PET检测器的偏置电流，以及其中，所述控制器被配置为当所述偏置电流超过阈值偏置电流值时调节所述重合触发阈值。


33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述阈值偏置电流值是从约0.1mA至约1mA。


34.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制器被配置为当从所述放射源发射的所述放射量超过阈值放射水平时，调节所述重合触发阈值。


35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述阈值放射水平是从约0.1cGy/min至约1cGy/min。


36.根据权利要求21所述的系统，其中，所述控制器进一步包括信号处理器和被配置为选择性地将PET检测器输出信号传送给所述信号处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·D·奥尔科特，M·F·别尼奥塞克，B·哈珀，
申请(专利权)人：反射医疗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US