LINAC的辐射束对准，包括(1)对于一组中的每个束对准参数值：(a)在将LINAC的束对准参数设置为束对准参数值的情况下，使用机架产生辐射束；(b)使用成像装置获取辐射透射图像，辐射透射图像指示经过辐射不透过标记之后的辐射束的辐射场；(c)基于辐射透射图像，确定辐射束的束轴线的位置和标记的阴影的中心；(d)确定束轴线的位置与辐射不透过标记的阴影的中心之间的目标到束轴线的距离；和(2)基于束对准参数值和在将LINAC设置为束对准参数值的情况下所确定的目标到束轴线的距离，确定最佳束对准参数值。准参数值。准参数值。
【技术实现步骤摘要】
医用直线加速器的辐射束对准
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年5月10日提交的美国临时专利申请序列号No.63/186,498的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]本专利技术大体上涉及辐射疗法，其中医用直线加速器(LINAC)将辐射束传送到患者体内的精确点。特别地，本专利技术涉及对准医用LINAC的辐射束。
技术介绍
[0004]1.1.直线加速器概述
[0005]辐射疗法是一种癌症疗法，其使用强高能辐射束来杀死癌细胞。图1和2示出了包括机架(gantry)102和诊察台(couch)106的医用直线加速器(LINAC)100。如图1和2所示，机架102包括准直器104。如图2所示，准直器104限定由LINAC 100产生的辐射束210的场。在治疗期间，LINAC 100的机架102将辐射束传送到支撑在诊察台106上的患者(未示出)内的精确位置。辐射线从准直器104射出并进入位于治疗诊察台106上的患者。
[0006]1.2辐射束
[0007]图2是示出了LINAC 100的机架102和由LINAC 100发射的辐射束210的横截面图。辐射束首先在机架102的臂中沿波导202行进，然后在最终朝向患者离开准直器104之前行进通过270
°
弯曲磁体204。参考标记206指示当辐射束210通过弯曲磁体204时的辐射束210。辐射束210在行进通过弯曲磁体204之前相对于辐射束210离开准直器104的角度是束弯曲角208。可以通过改变施加到弯曲磁体204的电流量来修改束弯曲角208。
[0008]如图2所示，辐射束210可以包括中心束轴线212、上束边缘214和下束边缘216。在一些方面，如图2所示，辐射束210可以通过波导202内的加速电子并且将这些电子弯曲向下通过出口窗而在LINAC 100中产生。
[0009]1.3束对准
[0010]图3示出了用于确定辐射束210是否与目标对准的设置，所述目标可以是辐射不透过标记(radiation opaque marker)320。在图3中，LINAC 100通过辐射不透过标记320传送辐射束210。LINAC 100的成像装置318在辐射束210通过标记320时获取辐射束210的二维透射图像。
[0011]包括不透辐射标记320的标记组件400的详细视图在图4中示出。在图4中，高密度球形标记320连接到低密度支撑杆422，该支撑杆422然后连接到基部423。基部423设置在诊察台106的顶部，从而可以定位标记320。
[0012]当目标320在辐射束210的辐射场内居中时，可以认为辐射束210与目标320对准。在图5中示出了这种情况的示例。在图5中，辐射线从机架102的源524发出并行进通过准直器104，该准直器104由左侧和右侧高密度束衰减器104a和104b组成。在准直器104中心的开口限定将到达患者的辐射场。由准直器104产生的辐射场边缘214和216在图5中以虚线示
出。辐射场边缘214和216分别在位置526和528处投射到成像面板318上。可以通过成像处理技术来确定辐射场边缘214和216的位置526和528。目标320的位置也将投射到成像平面上(在位置530)，并且可以计算投射的目标位置530相对于场中心的距离。在该示例中，如果从目标320到左侧和右侧的场边缘214和216的横向距离相等(即d1＝d2)，则认为辐射束210是对准的。
[0013]图6示出了通过标记320的典型图像600(例如，EPID图像)。在图6中，暗的方形区域602由暴露成像装置318的辐射束210的方形辐射场产生，而较浅的内部圆形604由位于辐射场内的辐射不透过标记320的阴影产生。使用图像处理技术来分析图像，以找到每个图像中的场的中心和标记320(具有所确定的场和标记位置702和704的图像700的示例在图7中示出)。
[0014]1.4目标位置的选择
[0015]如图8所示，机架102能够围绕患者旋转整个360
°
，以便优化辐射束210进入患者。如图8所示，机架102可以围绕机架旋转轴线808旋转。如图9所示，在机架102的任何角度，准直器104可以围绕准直器旋转轴线910旋转。准直器104能够旋转整个360
°
。
[0016]如上所述，对准的束210是以目标320为中心的束。目标位置的选择取决于束对准的目标。两种类型的束是准直器轴线对准和等中心对准。
[0017]准直器轴线对准确保辐射束210在机架102旋转时保持与准直器旋转轴线910对准。在这种情况下，对于任何机架角度，目标320位于准直器旋转轴线910上。调节束弯曲磁体电流，以确保束210与该目标320对准。
[0018]等中心束对准确保束210与保持在空间中的固定点(通常为LINAC等中心)的目标320对准。机架102通常在其旋转时经历机械误差，这导致辐射场的模糊。通过仔细地调节束弯曲磁体电流以保持在空间中的固定点上的对准，无论发生什么机架旋转误差，都可以最小化或消除由于机架旋转引起的机械误差。
技术实现思路
[0019]本专利技术的一个方面可以提供一种方法，该方法包括，对于一组束对准参数值中的每个束对准参数值：(i)在将直线加速器(LINAC)的束对准参数设置为束对准参数值的情况下，使述LINAC的机架产生辐射束；(ii)使用LINAC的成像装置获取辐射透射图像，辐射透射图像指示经过辐射不透过标记之后的辐射束的辐射场；(iii)基于辐射透射图像，确定辐射束的束轴线的位置和辐射不透过标记在辐射束的辐射场中的阴影的中心；以及(iv)确定辐射束的束轴线的位置与辐射不透过标记在辐射束的辐射场中的阴影的中心之间的目标到束轴线的距离。该方法可以包括基于一组束对准参数值中的束对准参数值和在将LINAC设置为一组束对准参数值中的束对准参数值的情况下所确定的目标到束轴线的距离，确定最佳束对准参数值。
[0020]在一些方面中，该方法可以进一步包括：对于一组束对准参数值中的每个束对准参数值，将LINAC的束对准参数设置为束对准参数值。在一些方面，LINAC的束对准参数可以是施加到LINAC的弯曲磁体的电流量。在一些方面，可以确定最佳束对准参数值，使得在将束对准参数设置为最佳束对准参数值的情况下由LINAC产生的辐射束的束轴线的位置与辐射不透过标记在在将束对准参数设置为最佳束对准参数值的情况下由LINAC产生的辐射束
的辐射场中的阴影的中心之间的目标到束轴线的距离为零。
[0021]在一些方面，确定最佳束对准参数值可以包括：基于一组束对准参数值中的束对准参数值和在将LINAC设置为一组束对准参数值中的束对准参数值的情况下所确定的目标到束轴线的距离，确定模拟目标到束轴线的距离对束对准参数的依赖性的函数。在一些方面，确定最佳射束对准参数值可以包括使用函数，确定目标到束轴线的距离为零的束对准参数值。在一些方面，该函数可以是一阶多本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，其特征在于，包括：对于一组束对准参数值中的每个束对准参数值：在将直线加速器(LINAC)的束对准参数设置为所述束对准参数值的情况下，使用所述LINAC的机架产生辐射束；使用所述LINAC的成像装置获取辐射透射图像，所述辐射透射图像指示经过辐射不透过标记之后的所述辐射束的辐射场；基于所述辐射透射图像，确定所述辐射束的束轴线的位置和所述辐射不透过标记在所述辐射束的所述辐射场中的阴影的中心；和确定所述辐射束的所述束轴线的所述位置与所述辐射不透过标记在所述辐射束的所述辐射场中的所述阴影的所述中心之间的目标到束轴线的距离；和基于所述一组束对准参数值中的所述束对准参数值和在将所述LINAC设置为所述一组束对准参数值中的所述束对准参数值的情况下所确定的所述目标到束轴线的距离，确定最佳束对准参数值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：对于所述一组束对准参数值中的每个束对准参数值，将所述LINAC的所述束对准参数设置为所述束对准参数值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述LINAC的所述束对准参数是施加到所述LINAC的弯曲磁体的电流量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，确定所述最佳束对准参数值，使得在将所述束对准参数设置为所述最佳束对准参数值的情况下由所述LINAC产生的辐射束的束轴线的位置与所述辐射不透过标记在在将所述束对准参数设置为所述最佳束对准参数值的情况下由所述LINAC产生的所述辐射束的所述辐射场中的阴影的中心之间的目标到束轴线的距离为零。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，确定所述最佳束对准参数值包括：基于所述一组束对准参数值中的所述束对准参数值和在将所述LINAC设置为所述一组束对准参数值中的所述束对准参数值的情况下所确定的所述目标到束轴线的距离，确定模拟所述目标到束轴线的距离对所述束对准参数的依赖性的函数；和使用所述函数，确定目标到束轴线的距离为零的束对准参数值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，所述函数是一阶多项式函数。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，确定所述函数包括对于在将所述LINAC设置为所述一组束对准参数值中的所述束对准参数值的情况下所确定的所述目标到束轴线的距离，执行线性最小二乘拟合。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述LINAC的所述束对准参数设置为所述最佳束对准参数值；和在将所述LINAC的所述束对准参数设置为所述最佳束对准参数值的情况下，使用所述LINAC产生辐射束。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，确定所述辐射束的所述束轴线的所述位置包括基于所述辐射透射图像确定所述辐射束的所述辐射场的中心，并且所确定的所述辐射束的所述束轴线的所述位置是所确定的所述辐射束的所述辐射场的所述中心。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，确定所述辐射束的所述束轴线的所
述位置包括：基于所述辐射透射图像确定所述辐射束的所述辐射场的第一中心；将所述LINAC的准直器旋转180度；利用所述LINAC的所述成像装置获取第二辐射透射图像，所述第二辐射透射图像指示在所述准直器旋转180度的情况下的所述辐射束的所述辐射场；基于所述第二辐射透射图像确定所述辐射束的所述辐射场的第二中心；和对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：阿克蒂娜公司，
类型：发明
国别省市：
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