放射治疗中用于患者设置的虚拟射野方向观视成像制造技术

本公开的实施例涉及放射治疗中用于患者设置的虚拟射野方向观视成像。基于紧接在放射治疗之前由放射治疗系统获取的体积图像数据，生成计划靶区的虚拟射野方向观视。然后可以显示虚拟射野方向观视，以确认在患者处于当前位置的情况下，计划的射束传递治疗延伸超过皮肤表面。在一些实施方案中，可以结合基于治疗计划期间获取的体积图像数据生成的射野方向观视来显示虚拟射野方向观视，以创建混合射野方向观视。在一些实施方案中，治疗射束的场轮廓可以叠加在混合射野方向观视上，从而说明计划的射束递送治疗是否延伸超过患者皮肤表面。混合射野方向观视可以方便手动确认过程，验证计划的射束传送治疗是否延伸超过皮肤表面。

【技术实现步骤摘要】
放射治疗中用于患者设置的虚拟射野方向观视成像本申请是申请日为2018年12月21日、申请号为201811573222.7、专利技术名称为“放射治疗中用于患者设置的虚拟射野方向观视成像”的专利技术专利申请的分案申请。
本公开的实施例涉及放射治疗中用于患者设置的虚拟射野方向观视成像。
技术介绍
除非本文另有说明，否则本部分中描述的方法不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不会由于被包括在本部分中而被承认为现有技术。放射治疗是针对诸如癌性肿瘤之类的特定靶组织(计划靶区)的局部治疗。理想情况下，放射疗法在计划靶区上进行，避免周围正常组织接受超过规定公差的剂量，从而将健康组织受损的风险降至最低。在进行放射治疗之前，通常采用成像系统来提供靶组织和周围区域的三维图像。根据这种成像，可以估计靶组织的大小和质量、生成适当的治疗计划并确定靶区。因此，为了在放射治疗期间将规定剂量正确地提供给计划靶区(即靶组织)，患者应该相对于提供放射治疗的直线加速器正确定位。典型地，在治疗之前和治疗期间检查剂量数据和几何数据，以确保患者的正确摆位以及所执行的放射治疗与先前计划的治疗相匹配。这个过程被称为图像引导放射治疗(IGRT)，并且涉及在将放射治疗递送到计划靶区的同时使用成像系统来观察靶组织。IGRT结合了治疗计划中的成像坐标，以确保患者在放射治疗设备中正确对准以接受治疗。
技术实现思路
根据本公开的至少一些实施方案，基于紧接在放射治疗之前由放射治疗系统获取的体积图像数据，生成计划靶区的虚拟射野方向观视。然后可以显示虚拟射野方向观视，以确认在患者处于当前位置的情况下，计划的射束传递治疗延伸超过皮肤表面。在一些实施方案中，可以结合基于治疗计划期间获取的体积图像数据生成的射野方向观视来显示虚拟射野方向观视，以创建混合射野方向观视。在一些实施方案中，治疗射束的场轮廓可以叠加在混合射野方向观视上，从而说明计划的射束递送治疗是否延伸超过患者皮肤表面。因此，混合射野方向观视可以方便手动确认过程，验证计划的射束传送治疗是否延伸超过皮肤表面。以上
技术实现思路
部分仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施方案和特征之外，通过参考附图和以下具体实施方式部分，其他方面、实施方案和特征将变得显而易见。附图说明结合附图，通过以下描述和所附权利要求书，本公开的前述和其他特征将变得更加明显。这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施方案，因此不应被认为是对其范围的限制。将通过使用附图以附加的特性和细节描述本公开。图1是根据本公开的一个或多个实施方案的放射治疗系统的透视图。图2是示出根据本公开的各种实施方案的图像引导放射治疗(IGRT)过程的概念框图。图3示出了根据本公开的实施方案的匹配验证工具，该匹配验证工具便于计算用于自动定位图1的放射治疗系统的治疗床的基座定位组件的移位参数。图4A示出了根据本公开的实施方案的用于在图3的矢状面视图中显示的视图的图像平面。图4B示出了根据本公开的实施方案的用于在图3的虚拟射野方向观视窗口中显示的视图的图像平面。图4C示出了根据本公开的实施方案的用于在图3的虚拟射野方向观视窗口中显示的2D投影视图的图像平面。图5阐述了根据本公开的一个或多个实施方案的用于查看放射治疗的计划靶区的示例方法的流程图。具体实施方式在下面的具体实施方式部分中，参考了附图，这些附图构成本文的一部分。在附图中，除非上下文另有说明，否则相似的符号通常标识相似的部件。具体实施方式、附图和权利要求书中描述的说明性实施方案并不意味着限制。在不脱离这里呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以进行其他改变。很容易理解的是，如本文中总体描述的以及在附图中示出的，本公开的各个方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都是明确预期的，并且组成本公开的一部分。当肿瘤或临床靶区位于皮肤表面附近时，对特定靶组织或“计划靶区”的正确剂量供给可能会有问题。因此，在IGRT中使用虚拟推注物(virtualbolus)，有时称为“皮肤闪光区(skinflashregion)”，来确保射束输送治疗延伸超过皮肤表面并且计划靶区的剂量是准确的。为了在治疗前对皮肤闪光区域进行可视化，通常会为患者设置生成射野方向观视X射线图像，其中高能胶片暴露于X射线源，例如治疗射束本身或一些低能X射线束。因为用于生成射野方向观视图像的X射线在剂量供给期间模仿治疗射束的路径，射野方向观视使得放射治疗师能够确保患者和治疗射束的相对方位和位置是正确的。或者，可以使用场光来可视化皮肤闪光区域。利用场光，与治疗射束的路径一致的可见光照射计划靶区，并提供治疗射束延伸超过皮肤表面的视觉确认。然而，这些传统方法有许多缺点。首先，使用场光检查皮肤闪光区域非常耗时，需要治疗师进入治疗室，然后返回控制台区域。此外，一些放射治疗系统甚至不包括场光。其次，在射束方向拍摄的设置图像(即射野方向观视图像)可能难以用于验证计划的治疗区域。由于射野方向观视的视角不同寻常，将新采集的射野方向观视与先前采集的参考图像进行匹配不是一项视觉上简单的任务。第三，射野方向观视图像的生成需要额外的患者剂量供给和时间。第四，考虑到某些解剖结构(如乳房)的非刚性，当前基于锥形束计算机断层扫描(CBCT)的横断、额状和矢状显示的刚性匹配对于设置来说是不实用的。鉴于上述情况，本领域需要改进的系统和技术来确认放射治疗中的射束递送治疗延伸超过皮肤表面，并向计划靶区精确地供给剂量。在图像引导放射治疗(IGRT)中，手动或自动匹配过程确保了患者和治疗射束的相对方位和位置在治疗射束剂量供给之前是正确的。在匹配过程中，由治疗计划过程中获取的数字体积数据和治疗时获取的数字体积数据生成计划靶区的数字构造2D视图；治疗计划2D视图和治疗时2D视图的匹配能够在治疗前精确定位患者。根据本公开的实施方案，还由治疗时获取的数字体积数据生成计划靶区的虚拟射野方向观视(BEV)图像，使得放射治疗师可以在匹配过程中使用虚拟BEV图像。具体而言，在计划的放射治疗实施之前，虚拟BEV图像作为图像匹配验证工具的一部分被显示给放射治疗师。虚拟BEV图像可以是数字重建射线照片(DRR)投影图像，该投影图像是在计划的放射治疗期间的某一点从治疗射束的视角构建的。替代地或另外地，虚拟BEV图像可以是虚拟2D切片，其中该切片穿过计划靶区得到并垂直于治疗射束定位。通过查看虚拟BEV图像(或一个或多个虚拟切片)，治疗师可以在计划靶区上执行匹配过程，而无需进入治疗室以视觉确认皮肤闪光区域由场光指示。此外，通过生成BEVX射线图像，患者不会被给予额外的放射剂量。相反，匹配过程中使用的虚拟BEV图像是由已经作为放射治疗工作流程的一部分采集的图像数据(例如CBCT)生成的。图1示出了可以在其上执行这种放射治疗工作流程的放射治疗系统。图1是根据本公开的一个或多个实施方案的放射治疗系统100的透视图。放射治疗(RT)系统100被配置成为身体中指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的方法，所述方法用于查看放射治疗的计划靶区，所述方法包括：/n获取所述计划靶区的治疗时数字体积数据；/n基于所获取的治疗时数字体积数据，生成所述计划靶区的第一二维2D视图，其中所述第一2D视图具有垂直于计划治疗射束路径的第一图像平面，所述计划治疗射束路径穿过所述第一图像平面；/n基于所述计划靶区的所述第一2D视图，确定与所述计划靶区相关联的治疗射束的场轮廓；以及/n使所述第一2D视图与覆盖所述第一2D视图的所述治疗射束的所述场轮廓一起显示。/n

【技术特征摘要】
20171221 US 62/608,973;20181204 US 16/209,9511.一种计算机实现的方法，所述方法用于查看放射治疗的计划靶区，所述方法包括：
获取所述计划靶区的治疗时数字体积数据；
基于所获取的治疗时数字体积数据，生成所述计划靶区的第一二维2D视图，其中所述第一2D视图具有垂直于计划治疗射束路径的第一图像平面，所述计划治疗射束路径穿过所述第一图像平面；
基于所述计划靶区的所述第一2D视图，确定与所述计划靶区相关联的治疗射束的场轮廓；以及
使所述第一2D视图与覆盖所述第一2D视图的所述治疗射束的所述场轮廓一起显示。


2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，包括：基于初始数字体积数据，接收所述计划靶区的第二2D视图，其中所述第二2D视图具有与所述第一图像平面重合的第二图像平面。


3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述第二2D视图包括以下中的一项：沿着所述计划治疗射束路径设置的虚拟切片；以及所述计划靶区的投影射野方向观视。


4.根据权利要求2或3所述的计算机实现的方法，包括：使所述第二2D视图与覆盖所述第一2D视图的所述治疗射束的所述场轮廓一起显示，并且使所述第一2D视图和所述第二2D视图在混合视图中显示。


5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括：将与所述计划靶区相关联的解剖结构覆盖在所述混合视图上。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述初始数字体积数据包括：通过锥形束计算机断层扫描生成的所述计划靶区的一组X射线图像。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述初始数字体积数据是在所述计划靶区被定位用于获取所述治疗时数字体积数据之前生成的。


8.根据权利要求2至7中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述计划治疗射束路径平行于所述第二2D视图的视角与所述第二2D视图的所述图像平面之间的线。


9.根据权利要求2至8中任一项所述的计算机实现的方法，还包括：
接收所述计划靶区的所述初始数字体积数据；以及
基于所述初始数字体积数据，生成所述计划靶区的所述第二2D视图。


10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述初始数字体积数据包括由锥形束计算机断层扫描生成的所述计划靶区的数字体积。


11.根据前述权利要求中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·蒂姆马蒂，A·格拉夫，C·塞德勒，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH