经由高速多叶准直器的快速滑动窗递送制造技术

一种用于递送放射剂量的系统，包括：机架，用以围绕要辐照的靶移动；以及放射源，其被安装到机架并被向内引导朝向靶。该系统还包括：准直器，其被安装到机架并在放射源的前面，该准直器用以使被引导至靶处的放射束成形，其中，准直器用以在用于将通量场细分为二维(2D)网格的多个子束上调制放射束的子束强度，以及在机架连续移动的同时，从多个机架角度递送多个独立的二维(2D)子束强度模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由高速多叶准直器的快速滑动窗递送相关申请根据美国法典第35条第119(e)款，本申请要求提交于2018年8月6日的美国专利申请16/055,507的权益，其全部内容通过引用而并入于此。
本专利技术涉及经由放射处置系统中的高速多叶准直器(MLC)的快速滑动窗递送。
技术介绍
在放射处置中，经由来自患者体外的源的放射处置束而递送的放射剂量被递送至体内的靶区域，以破坏肿瘤细胞。必须注意以在使递送至预期处置区域的放射量最大化的同时使递送至非处置区域的放射量最小化。在放射处置中，放射处置束孔径使放射处置束成形为尽可能接近地符合预期靶区域。放射处置束孔径通常由MLC限定。附图说明根据以下给出的详细描述以及本专利技术的各种实现的附图，将更全面地理解本专利技术。图1A示出根据这里描述的实施例的螺旋放射递送系统。图1B示出根据这里描述的实施例的可以使用的机器人放射处置系统。图1C示出根据这里描述的实施例的基于c形臂机架的放射处置系统。图2A示出根据这里描述的实施例的用以向靶区域提供放射处置剂量的多叶MLC。图2B示出根据这里描述的实施例的多叶MLC的底视图。图2C示出根据这里描述的实施例的多叶高速MLC的透视图。图2C示出根据这里描述的实施例的多叶高速MLC的透视图。图2D示出根据这里描述的实施例的多叶高速MLC的叶的顶视图。图2E示出根据这里描述的实施例的多叶高速MLC所用的典型叶布置。图3A～C示出根据这里描述的实施例的典型叶开放时间轮廓。图3D～F示出根据这里描述的实施例的典型优化叶开放时间轮廓。图3G示出根据这里描述的实施例的并入最大速度的典型叶开放时间轮廓。图4A～C示出根据这里描述的实施例的符合靶区域的各种典型叶布置。图5A是示出根据这里描述的实施例的具有高速MLC的快速滑动窗所用的方法的流程图。图5B是示出根据实施例的具有每叶场宽的二元MLC递送所用的方法的流程图。图6示出根据这里描述的实施例的、在发生进行放射处置时可以使用的不同系统的示例。具体实施方式这里描述了经由放射处置系统中的高速MLC的快速滑动窗递送所用的方法和设备的实施例。在放射处置系统中，可以使用MLC的相对的两排叶来创建一个或多个模式，该一个或多个模式使放射处置束成形以符合靶区域。对于具有不均匀形状的靶区域，可以利用IMRT来递送更复杂的放射处置剂量。强度调制放射治疗(IMRT)包括各种放射处置技术，该放射处置技术本质上改变被引导至靶区域处的放射处置束强度。在IMRT中，与其使MLC将放射处置束成形为匹配特定外形，不如使用MLC来创建经由(可能)不同强度的重叠放射场生成期望强度调制和期望3D剂量分布的束形状的阵列。在一些实施例中，二元MLC包括被布置在相对的两排中的多个叶对。使用各排叶，以通过将叶定位在相对于束的闭合位置或开放位置来形成处置切片。在一些实施例中，上下(sup-inf)场宽(例如，由MLC中的叶对的开口形成的宽度)在MLC的所有叶上是恒定的。不利地，这意味着这样的系统不能使放射处置束的场沿着靶长度符合靶轮廓。由于这种限制，二元MLC中的场大小一般被限制为小于5cm。由于对非靶区域的放射暴露量，较大场大小对于处置大多数靶区域一般是不期望的。针对以上问题的一种解决方案是使用动态钳口(jaw)，以使场在上端和下端更好地符合靶区域。然而，这种技术不使场沿其长度符合靶的边缘，这是因为场大小由钳口限定并且在整个MLC上是恒定的。另一解决方案是使用非二元、符合形状的MLC。然而，这种MLC可能较慢，从而可能对处置时间产生负面影响。这里提供了另一解决方案。有利地，这里描述的实施例允许MLC使处置束场符合靶区域，同时使针对非处置区域的放射暴露最小化。此外，这里描述的实施例允许更大的场大小(例如，大于5cm)，从而可以增加处置的速度。此外，如这里描述的，这里描述的实施例允许MLC不仅在IEC-Xb方向上、而且还在IEC-Yb方向上调制通量场。此外，这里描述的实施例允许在纵向方向上有更多的调制机会。这可以允许处置规划具有较宽的间距(例如，接近1)，其中通过MLC叶的纵向调制来处理sup-inf调制。可选地，可以利用在相同sup-inf区域上调制处置束的附加机会来维持较紧的间距。这里描述的系统和方法经由高速MLC的适用来实现以上优点。如这里所描述的，这种高速MLC的一个示例是电磁MLC(eMLC)。然而，应当注意，高速MLC的可选变型可用于进行这里描述的操作。就本专利技术而言，高速MLC可以是能够进行非常快的叶运动(例如，在小于100ms的时间内近似能够穿过5cm场)的任何MLC。应当注意，尽管在整个本专利技术中使用“eMLC”，但是这里描述的系统和方法与任何其它形式的高速MLC同样兼容。此外，就本说明书而言，术语“通量”、“强度”和“剂量”使用如下。通量是穿过与放射束垂直的单位面积的光子或x射线的数量。通量率是每单位时间的通量。强度是单位时间内穿过单位面积的能量。通量和强度与患者体内发生的情况无关，更确切地说不是剂量。剂量是由于放射影响组织而被组织吸收的能量。放射剂量以灰度(Gy)为单位进行测量，其中各Gy与单位质量的组织中所吸收的固定能量(例如，1焦耳/kg)相对应。剂量与通量不同，但随着通量的增加/减少而增加/减少。术语“靶”和“靶区域”可以是指处置区域(例如，肿瘤)附近(一定接近度内)的一个或多个基准点。在另一实施例中，靶可以是骨结构。在又一实施例中，靶可以是指患者的软组织。如这里描述的，靶可以是能够被识别并跟踪的任何定义结构或区域。图1A示出根据本专利技术的实施例的螺旋放射递送系统800。螺旋放射递送系统800可以包括安装到环形机架820的直线加速器(LINAC)850。LINAC850可用于通过将电子束引导朝向x射线发射靶来生成放射束(即，处置束)。处置束可以向靶区域(即，肿瘤)递送放射。处置系统还包括与LINAC850的远端耦接的多叶准直器860。如这里所描述的，MLC860可以是eMLC。MLC包括用于容纳多个叶的壳体，其中这多个叶可移动地调整MLC的孔径以实现处置束的成形。环形机架820大致具有圆环(toroidal)形状，其中患者830延伸穿过环/圆环的孔，并且LINAC850安装在环的周边并且围绕穿过中心的轴旋转，以利用从患者周围的一个或多个角度递送的束来辐照靶区域。在处置期间，患者830可以在处置床840上同步地移动通过机架的孔。螺旋放射递送系统800包括成像系统，该成像系统包括作为成像源的LINAC850以及x射线检测器870。LINAC850可用于通过将入射在x射线检测器870上的一系列x射线束引导至患者830的感兴趣区域(ROI)处来生成ROI的兆伏级x射线图像(MVCT)，其中x射线检测器870与LINAC850相对以对患者830进行成像从而进行摆位、并生成处置前图像。在一个实施例中，螺旋放射递送系统800还可以包括辅助成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经由放射处置系统来递送放射剂量的方法，包括：/n经由安装到所述放射处置系统的机架的准直器来使被引导至靶处的放射束成形；/n由处理装置在多个子束上调制所述放射束的子束强度，所述多个子束将通量场细分为二维网格即2D网格；以及/n在所述机架连续移动的同时，从多个机架角度递送多个独立的二维子束强度模式即2D子束强度模式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180806 US 16/055,5071.一种经由放射处置系统来递送放射剂量的方法，包括：
经由安装到所述放射处置系统的机架的准直器来使被引导至靶处的放射束成形；
由处理装置在多个子束上调制所述放射束的子束强度，所述多个子束将通量场细分为二维网格即2D网格；以及
在所述机架连续移动的同时，从多个机架角度递送多个独立的二维子束强度模式即2D子束强度模式。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述机架连续旋转，其中，针对特定机架角度的2D子束强度模式是通过在小弧上递送所述强度模式来近似的。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述准直器是包括多个叶对的多叶准直器即MLC，2D子束网格的第一轴由所述叶对沿着所述MLC的一个轴的索引确定，以及所述2D网格的第二轴沿着所述叶对的行进线；以及
其中，通过随着各叶对在单程中从相应行进线的一端移动到所述相应行进线的另一端而独立地调制各叶对中的前叶和后叶的行进速率，来调制所述子束强度。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个叶对中的各叶对在针对各后续机架角度递送通量模式时改变方向。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括将用于从特定机架角度递送2D通量模式的多个叶对的运动约束为在小于预先选择的时间段内发生。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，针对所述特定机架角度的、需要小于所述预先选择的时间段的叶对运动在所述预先选择的时间段内居中。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，叶对中的在从所述特定机架角度递送所述强度模式的情况下位于该叶对中的第二叶之后的第一叶在使方向反转以针对后续机架角度递送所述强度模式之前未到达其行程终点。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括经由轴向支撑件来使所述靶轴向移动通过所述机架的中心，其中，所述机架和所述轴向支撑件在辐照所述靶期间同时移动以进行螺旋递送。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，螺距大于0.5。


10.一种用于递送放射剂量的系统，包括：
机架，用以围绕要辐照的靶移动；
放射源，其被安装到所述机架并被向内引导朝向所述靶；以及
准直器，其被安装到所述机架并在所述放射源的前面，所述准直器用以使被引导至所述靶处的放射束成形，其中，所述准直器用以在用于将通量场细分为二维网格即2D网格的多个子束上调制所述放射束的子束强度，以及在所述机架连续移动的同时，从多个机架角度递送多个独立的二维子束强度模式即2D子束强度模式。


11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述机架用以连续旋转，以及针对特定机架角度的2D子束强度模式是通过在小弧上递送所述强度模式来近似的。


12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述准直器是包括多个叶对的多叶准直器即MLC，2D子束网格的第一轴由所述叶对沿着所述MLC的一个轴的索引确定，以及所述2D网格的第二轴沿着所述叶对的行进线；以及
其中，通过随着各叶对在单程中从相应行进线的一端移动到所述相应行进线的另一端而独立地调制各叶对中的前叶和后叶的行进速率，来调制所述子束强度。


13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统用于将用于从特定机架角度递送2D通量模式的所述多个叶对的运动约束为在小于预先选择的时间段内发生。


14.根据权利要求13所述的系统，其中，针对特定机架...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾里克·斯楚纳尔，R·奥康奈尔，R·纳什，M·奥顿，J·谢，
申请(专利权)人：爱可瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US