使用多源系统进行可缩放视场成像的设备和方法技术方案

多模式成像设备和方法包括具有多个放射源的可旋转的门架系统，该多个放射源包括不同的能量水平(例如，kV和MV)。快速滑环技术和螺旋扫描允许组合或利用来自多个放射源的数据以生成改进的图像和工作流程，包括用于IGRT的改进的图像和工作流程。特征包括大视场(LFOV)MV成像、kV关注区域(ROI)成像和可缩放的视场(SFOV)双能量成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多源系统进行可缩放视场成像的设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求以下11件美国临时专利申请的权益，该11件美国临时专利申请包括：2018年11月30日提交的序列号为62/773,712的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04001)；2018年11月30日提交的序列号为62/773,700的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04002)；2019年1月25日提交的序列号为62/796,831的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04004)；2019年2月1日提交的序列号为62/800,287的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04003)；2019年2月5日提交的序列号为62/801,260的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04006)；2019年3月4日提交的序列号为62/813,335的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04007)；2019年3月20日提交的序列号为62/821,116的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04009)；2019年4月19日提交的序列号为62/836,357的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04016)；2019年4月19日提交的序列号为62/836,352的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04017)；2019年5月6日提交的序列号为62/843,796的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04005)；以及2019年7月25日提交的序列号为62/878,364的美国临时专利申请(代理人案卷号为38935/04008)。本申请还与同一天提交的十件非临时美国专利申请有关，该十件非临时美国专利申请包括：代理人案卷号为38935/04019的题为“MULTIMODALRADIATIONAPPARATUSANDMETHODS(多模式放射装置和方法)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04011的题为“INTEGRATEDHELICALFAN-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHYINIMAGE-GUIDEDRADIATIONTREATMENTDEVICE(图像引导放射治疗设备中的集成螺旋扇形射束计算机断层扫描)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04010的题为“COMPUTEDTOMOGRAPHYSYSTEMANDMETHODFORIMAGEIMPROVEMENTUSINGPRIORIMAGE(使用先前图像进行图像改进的计算机断层扫描系统和方法)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04013的题为“OPTIMIZEDSCANNINGMETHODSANDTOMOGRAPHYSYSTEMUSINGREGIONOFINTERESTDATA(使用关注区域数据的最佳扫描方法和断层扫描系统)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04015的题为“HELICALCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHYIMAGINGWITHANOFF-CENTEREDDETECTOR(使用偏心检测器的螺旋锥形射束计算机断层扫描成像)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04021的题为“MULTI-PASSCOMPUTEDTOMOGRAPHYSCANSFORIMPROVEDWORKFLOWANDPERFORMANCE(提高工作流程和性能的多通道计算机断层成像扫描)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04012的题为“METHODANDAPPARATUSFORSCATTERESTIMATIONINCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHY(用于锥形射束计算机断层扫描中的散射估计的方法和装置)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04014的题为“ASYMMETRICSCATTERFITTINGFOROPTIMALPANELREADOUTINCONE-BEAMCOMPUTEDTOMOGRAPHY(锥形束计算机断层扫描中用于优化面板读取的非对称散射拟合)”的非临时美国专利申请；代理人案卷号为38935/04018的题为“METHODANDAPPARATUSFORIMPROVINGSCATTERESTIMATIONANDCORRECTIONINIMAGING(用于改善成像中的散射估计和校正的方法和装置)”的非临时美国专利申请；以及代理人案卷号为38935/04022的题为“METHODANDAPPARATUSFORIMAGERECONSTRUCTIONANDCORRECTIONUSINGINTER-FRACTIONALINFORMATION(利用段间信息进行图像重建和校正的方法和装置)”的非临时美国专利申请。以上提到的所有(一个或多个)专利申请和(一个或多个)专利的内容通过引用的方式全部并入本文。
公开的技术的各方面涉及利用多模式放射进行成像，并且更具体地，涉及将低能量放射(例如，千伏x射线(kV))和高能量放射(例如，兆伏x射线(MV))组合用于改进的成像，包括在计算机断层成像(CT)扫描期间针对可缩放视场的改进的成像。
技术介绍
诸如肿瘤和病变等病理解剖可以通过诸如手术之类的侵入性操作来治疗，这对于患者而言可能是有伤害的并且充满了风险。用于治疗病理解剖(例如，肿瘤、病变、血管畸形、神经紊乱等)的非侵入性方法是外部束放射疗法，其通常使用诸如线性加速器(LINAC)之类的治疗性放射源来生成放射束(例如，x射线)。在一种类型的外部束放射疗法中，治疗性放射源从视场中的多个角度将一系列的x射线束引导到肿瘤部位处。随着治疗性放射源的角度变化，每个射束穿过肿瘤部位，但在其通往肿瘤以及来自于肿瘤的路径上穿过健康组织的不同区域。结果是，肿瘤处的累积放射剂量高，而对健康组织的累积放射剂量相对较低。术语“放射外科治疗(radiosurgery)”是指在其中与在更多治疗阶段或分割(fraction)中以每个分割较低剂量的施照(delivery)相比，在较少治疗阶段或分割中以足以使病状坏死的剂量向靶区域施加放射的操作。与放射疗法(radiotherapy)不同，放射外科治疗的特征通常在于每次分割相对较高的放射剂量(例如，500-2000厘戈瑞(centigray))和大剂量少分割(例如，1-5个分割或治疗天数)。放射疗法通常的特征在于每次分割低剂量(例如，100-200厘戈瑞)和超分割放射治疗(例如，30-45个分割)。为方便起见，除非另有说明，否则术语“放射治疗”和“放射疗法”在本文中可互换使用，以表示放射外科治疗和/或放射疗法。图像引导放射治疗(IGRT)系统包括基于门架(gantry)的系统和基于机械臂的系统。在基于门架的系统中，门架使治疗性放射源围绕通过等中心点的轴进行旋转。基于门架的系统包括C形臂门架，在该C形臂门架中，治疗性放射源以悬臂式方式安装并围绕通过等中心点的轴进行旋转。基于门架的系统还包括环形门架，其具有通常为环形的形状，在该环形门架中患者的身体延伸通过环/环面的孔，并且治疗性放射源被安装在环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模式成像设备，包括：/n可旋转的门架系统，其被定位成至少部分地围绕患者支撑物；/n第一放射源，其耦接到所述可旋转的门架系统，所述第一放射源被配置用于成像放射；/n第一射束成形器，其被配置为调整由所述第一放射源发出的第一放射束的形状；/n第二放射源，其耦接到所述可旋转的门架系统，所述第二放射源被配置用于成像放射或治疗性放射中的至少一个，其中，所述第二放射源包括超过所述第一放射源的能量水平；/n第二射束成形器，其被配置为调整由所述第二放射源发出的第二放射束的形状；以及/n至少一个放射检测器，其耦接到所述可旋转的门架系统，并且被定位成从所述第一放射源或所述第二放射源中的至少一个接收放射；/n其中，所述设备在扫描期间从所述第一放射源获取与患者的第一区域相关联的第一测得的投射数据，以及从所述第二放射源获取与所述患者的第二区域相关联的第二测得的投射数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 US 62/773,712;20181130 US 62/773,700;20191.一种多模式成像设备，包括：
可旋转的门架系统，其被定位成至少部分地围绕患者支撑物；
第一放射源，其耦接到所述可旋转的门架系统，所述第一放射源被配置用于成像放射；
第一射束成形器，其被配置为调整由所述第一放射源发出的第一放射束的形状；
第二放射源，其耦接到所述可旋转的门架系统，所述第二放射源被配置用于成像放射或治疗性放射中的至少一个，其中，所述第二放射源包括超过所述第一放射源的能量水平；
第二射束成形器，其被配置为调整由所述第二放射源发出的第二放射束的形状；以及
至少一个放射检测器，其耦接到所述可旋转的门架系统，并且被定位成从所述第一放射源或所述第二放射源中的至少一个接收放射；
其中，所述设备在扫描期间从所述第一放射源获取与患者的第一区域相关联的第一测得的投射数据，以及从所述第二放射源获取与所述患者的第二区域相关联的第二测得的投射数据。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一放射源包括高达150keV的千电子伏特峰值光子能量keV，并且所述第二放射源包括1MeV或更大的兆电子伏特峰值光子能量MeV。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二放射源包括3MeV的峰值能量和约1MeV的平均能量。


4.根据权利要求1所述的设备，还包括数据处理系统，其被配置为：
接收所述第一测得的投射数据和所述第二测得的投射数据；以及
组合所述第一测得的投射数据和所述第二测得的投射数据以处理数据或重建所述患者的图像。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一测得的投射数据和所述第二测得的投射数据是同时获取的或者是彼此相差小于或等于50ms获取的。


6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一区域和所述第二区域彼此重叠。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一测得的投射数据在所述第二区域中被截断，或者所述第二测得的投射数据在所述第一区域中被截断。


8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扫描包括螺旋扫描。


9.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述至少一个放射探测器包括：
第一检测器，其耦接到所述可旋转的门架系统，并且被定位成接收来自所述第一放射源的放射；以及
第二检测器，其耦接到所述可旋转的门架系统，并且被定位成接收来自所述第二放射源的放射；
所述第二射束成形器和所述第二检测器被配置为使得所述第二放射束在所述患者的经轴平面中投射经过所述第二区域，而在所述患者的经轴平面中不会投射经过所有所述第一区域；
所述第一射束成形器和所述第一检测器被配置为使得所述第一放射束投射经过所述患者的第一区域；以及
在所述第一区域中估计的来自第二放射源的投射数据基于所述第一测得的投射数据。


10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一区域包括所述患者的外周区域，并且所述第二区域包括所述患者的中心区域。


11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一放射束和所述第二放射束在所述经轴平面中重叠。


12.根据权利要求9所述的设备，其中，经由所述第二检测器能够得到的最大经轴视场小于所述患者在所述经轴平面中的宽度。


13.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述第一射束成形器包括：
第一孔径，其被配置为使得所述第一放射束经由所述第一孔径在所述患者的经轴平面中投射经过目标区域；以及
第二孔径，其被配置为使得所述第一放射束经由所述第二孔径在所述患者的经轴平面中投射经过外围区域；
其中，所述目标区域和所述外围区域在所述经轴平面中不重叠；以及
所述至少一个放射检测器包括第一检测器，其耦接到所述可旋转的门架系统并且被定位成接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·加农，喻智聪，J·谢伊，
申请(专利权)人：爱可瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US