專利名稱：機(jī)器人立體定向放射外科治療中的數(shù)字化層析x射線合成成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下描述的實(shí)施例大致涉及用于傳送力文射治療的系統(tǒng)。更具體地 說，某些實(shí)施例致力于結(jié)合這種傳送使用的治療檢驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的》丈射治療系統(tǒng)將一束光子、質(zhì)子、中子或其它》丈射線引導(dǎo) 向病人的把區(qū)。放射線通過在細(xì)胞中引起電離或其它放射引發(fā)的細(xì)胞 損傷而摧毀靶區(qū)中的細(xì)胞。
等中心放射治療通常由集成在可旋轉(zhuǎn)的臺(tái)架中的治療性的放射 源進(jìn)行傳送。臺(tái)架圍繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，使得治療性的放射源中所發(fā)射 出的放射束在各個(gè)旋轉(zhuǎn)角度下穿過相同體積的空間(即等中心)。因此 病人的靶區(qū)在射束發(fā)射和臺(tái)架旋轉(zhuǎn)之前是等中心定位的。由于物理限 制，等中心治療特別適合于定位在胸部區(qū)域以上的把區(qū)。
多關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂通常用于傳送非等中心的放射治療。這種臂包 括集成的治療性的放射源，并提供相對(duì)于病人更為柔性的定位，以便 將任何角度的治療放射線傳送到實(shí)際上定位在病人任何地方的靶區(qū) 上。因此相比于等中心放射治療期間所使用的外部位置而言，非等中 心放射治療可從更少的外部位置照射耙區(qū)。因此，為了避免照射每丈感 的健康結(jié)構(gòu)可能需要非等中心治療。
在等中心和非等中心治療模式中，革巴區(qū)和放射源必須在三維空間 中彼此對(duì)準(zhǔn)，從而確保傳送根據(jù)治療計(jì)劃的放射線。放射線傳送中的 誤差可能導(dǎo)致對(duì)肺瘤的低照射和對(duì)敏感的健康組織的高照射。定位精 度在非等中心治療的情形中可能有特別問題，因?yàn)榭赡苄枰玫礁哌_(dá) 六個(gè)自由度。所有六個(gè)自由度對(duì)于從任意方向定向(偏轉(zhuǎn)、俯仰、滾動(dòng))照射靶區(qū)中的某一空間位置(X， y， Z)可能都是必要的。
Elekta伽瑪?shù)盯唷肺纳渲委熛到y(tǒng)采用固定在空間中的鈷-60》丈射源。 解剖目標(biāo)(例如，病人頭部中的靶區(qū))移動(dòng)并與放射源的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。這 種情形需要將病人的頭顱剛性地固定在基于銷的立體定向框架中，對(duì) 病人造成極大的不舒適?；陬A(yù)計(jì)算的放射計(jì)劃，通過將框架重定位 在系統(tǒng)中，可反復(fù)將病人的頭顱相對(duì)于固定的放射參照框架進(jìn)行重新 定位。
某些》文射外科治療系統(tǒng)通過利用病人上的外部標(biāo)記以及病人內(nèi) 部標(biāo)記而避免這種固定框架定位。通過顯示兩組標(biāo)記的X射線圖l象可 建立在外部標(biāo)記和內(nèi)部標(biāo)記之間的空間相關(guān)性。在治療期間3艮蹤外部 標(biāo)記的位置，并基于預(yù)定的空間相關(guān)性而確定相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部標(biāo)記的位 置。后者確定的精度由于在外部和內(nèi)部標(biāo)記之間的實(shí)際的相關(guān)性的差 異而是有限的。
所需要的是改進(jìn)機(jī)器人立體定向放射外科治療系統(tǒng)中的靶位置 的確定。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述問題，某些實(shí)施例提供了一種能夠以至少四個(gè)自由 度移動(dòng)的支架、聯(lián)接在該支架上的治療性的放射源、多個(gè)彼此以固定 關(guān)系設(shè)置的放射源、和檢測(cè)器，從而基于從所述多個(gè)放射源的其中一 個(gè)放射源發(fā)射出的放射線而獲得投影圖像，所述多個(gè)放射源可按固定 關(guān)系以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)。包含的處理器對(duì)檢測(cè)器所獲得的投影 圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合成成像，從而產(chǎn)生 了橫截面圖像，其代表從治療性的放射源看去的平面。
所述多個(gè)放射源可聯(lián)接在支架上，并且檢測(cè)器可聯(lián)接在以至少四 個(gè)自由度移動(dòng)的第二支架上。根據(jù)某些方面，所述多個(gè)放射源聯(lián)接在 以至少四個(gè)自由度移動(dòng)的第二支架上，并且;^測(cè)器聯(lián)接在支架上。某 些實(shí)施例還提供了多個(gè)聯(lián)接在支架上的其它檢測(cè)器，其中所述多個(gè)其它檢測(cè)器將基于從所述多個(gè)放射源的其中 一些放射源中各自所發(fā)射 出的放射線而獲得多個(gè)其它投影圖像。
某些方面可包括能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)的第二支架和能 夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)的第三支架上，其中所述多個(gè)放射源聯(lián)接 在第二支架上，檢測(cè)器聯(lián)接在第三支架上。
到第 一位置，使多個(gè)按固定關(guān)系設(shè)置的放射源通過至少四個(gè)自由度而 移動(dòng)到第二位置，并使檢測(cè)器通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第三位置 的方法。在第二位置，從所述多個(gè)放射源的其中一個(gè)放射源中發(fā)射出 放射線，在第三位置，利用檢測(cè)器基于所發(fā)射出的放射線而獲得投影 圖像，并對(duì)投影圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合成 成像，以產(chǎn)生橫截面圖像，其代表從治療性的放射源的第一位置看去 的平面。
然而，附屬權(quán)利要求并不局限于所公開的實(shí)施例，本領(lǐng)域中的技 術(shù)人員可以很容易地修改這里的細(xì)節(jié)描述，以創(chuàng)造其它實(shí)施例和應(yīng) 用。


考慮到以下附圖中所示的說明書將很容易領(lǐng)會(huì)實(shí)施例，在附圖中
相似的標(biāo)號(hào)指示相似的部件，其中
圖l是根據(jù)某些實(shí)施例的治療室的透視圖； 圖2是根據(jù)某些實(shí)施例的治療室的透視圖； 圖3是根據(jù)某些實(shí)施例的處理步驟的流程圖； 圖4是根據(jù)某些實(shí)施例的治療室的透視圖；且 圖5是根據(jù)某些實(shí)施例的治療室的透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下細(xì)節(jié)描述提供給本領(lǐng)域中的技術(shù)人員，以制作并使用某些實(shí)式。然而，各種變體對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將仍是易于領(lǐng)會(huì)的。
圖1是才艮據(jù)某些實(shí)施例的治療室100的透3見圖。第一支架110、
第二支架120和操作員控制臺(tái)130定位在治療室100中。治療室100 的元件在某些實(shí)施例中可用于檢驗(yàn)病人位置，并對(duì)這種病人執(zhí)行機(jī)器 人立體定向放射外科治療。更具體地說，某些實(shí)施例包括執(zhí)行數(shù)字化 層析X射線合成成像，以檢驗(yàn)病人位置，并根據(jù)治療計(jì)劃朝著病人發(fā) 射治療的放射束。
第一支架IIO可包括多關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂，其可在所示箭頭指示的 方向上移動(dòng)。多關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂的示例包括，但不局限于，例如使用 在Accuray⑧的Cyberknife⑧系統(tǒng)中的機(jī)器人臂。這種運(yùn)動(dòng)在某些實(shí)施 例中可反映至少四個(gè)自由度。在某些實(shí)施例中，治療性的^:射源112 聯(lián)接在第一支架IIO上。第一支架IIO的運(yùn)動(dòng)因此導(dǎo)致了相應(yīng)的放射 源112的運(yùn)動(dòng)。
在放射源112和第一支架110之間的所示聯(lián)接提供了放射源112 相對(duì)于支架110的旋轉(zhuǎn)。在某些實(shí)施例中，這種聯(lián)接可包括球形接頭 或其它類型的聯(lián)接，以便提供放射源112相對(duì)于支架110的其它類型 的運(yùn)動(dòng)。
治療性的放射源112可包括線性加速器，以發(fā)射具有各種能量的 光子放射束或電子放射束。治療性的放射源112還可以包括或可選地 包括放射性同位素源、鈷-60放射源、或其它已知的非線性加速器源。
治療性的放射源112可包括射束-屏蔽裝置，或準(zhǔn)直儀，用于射束 整形，并用于屏蔽對(duì)射束敏感的表面。根據(jù)治療計(jì)劃可旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)直儀， 并可定位準(zhǔn)直儀的各種元件。因此準(zhǔn)直儀可控制射束的橫截面形狀。 這種準(zhǔn)直儀在放射源112發(fā)射呈現(xiàn)顯著幾何發(fā)散特性的射束的情況下 可能特別有用。然而，在某些實(shí)施例中，放射源112發(fā)射出基本柱狀 的射束。
支架114聯(lián)接在支架IIO上或放射源112上。支架114包括》文射源116的陣列?！肺纳湓?16可包括任何已知的發(fā)射千伏電壓》丈射線或 其它成像放射線的放射源。在某些實(shí)施例中，放射源116采用基于陰 極放射線發(fā)射的^t納米管。》文射源116固定在支架114上，使得各個(gè) 放射源116設(shè)置成與各個(gè)其它放射源116是固定的關(guān)系。此外，在某 些實(shí)施例中，各個(gè)放射源116相對(duì)于由放射源112發(fā)射出的射束設(shè)置 成固定關(guān)系。因此第一支架110的運(yùn)動(dòng)可能造成放射源112、支架114 和放射源116的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持其之間相對(duì)的固定關(guān)系。
第二支架120可包括多關(guān)節(jié)的機(jī)器人臂，其可在其上所示箭頭指 示的方向上移動(dòng)。在某些實(shí)施例中，第二支架120的運(yùn)動(dòng)可反映至少 四個(gè)自由度。第二支架120聯(lián)接在檢測(cè)器125上。根據(jù)所示的實(shí)施例， 檢測(cè)器125到支架120的聯(lián)接提供了檢測(cè)器125相對(duì)于第二支架120 的滾動(dòng)、俯仰和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
檢測(cè)器125可獲得在放射治療之前、期間和/或之后的投影圖像。 例如，檢測(cè)器125可用于獲得投影圖像，以用于檢驗(yàn)和記錄輩巴區(qū)位置 和病人內(nèi)部射入口，放射線傳送至該射入口。檢測(cè)器125可包括任何 基于接收的放射線而獲得圖像的系統(tǒng)。
在某些實(shí)施例中，檢測(cè)器125是一種平板成像裝置，其使用閃爍 體層和以二維陣列部署的固態(tài)無定形硅氧光電二極管。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程 中，閃爍體層接收光子，并按所接收的光子強(qiáng)度成比例地產(chǎn)生光。光 電二極管陣列接收光并記錄所接收的光的強(qiáng)度作為儲(chǔ)存的電荷。儲(chǔ)存 的電荷因此包括所獲得的代表放射束所產(chǎn)生的放射場(chǎng)的各個(gè)位置上 的強(qiáng)度的圖像。放射場(chǎng)的邊界通iti文射束與閃爍體層表面的物理交會(huì) 部來確定。
檢測(cè)器125可包括其它類型的成像裝置。例如，在不使用閃爍體 層的條件下，還可將引入的放射線轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為電荷。在這種成像裝 置中，放射線直接被無定形的硒光電導(dǎo)體陣列所吸收。光電導(dǎo)體將放 射線直接轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)存的電荷，其包括獲得的放射場(chǎng)的圖像。
操作員控制臺(tái)130包括用于接收來自操作員的指令的輸入裝置131和輸出裝置132，輸出裝置132可以是監(jiān)視器，其用于呈現(xiàn)放射 源112的操作參數(shù)、檢測(cè)器125所獲得的圖像、用于治療計(jì)劃的CT 圖像、數(shù)字化層析X射線合成成像的橫截面圖像、用于接收操作員指 令和/或操作員警告的界面。根據(jù)某些實(shí)施例，輸出裝置132可呈現(xiàn)警 告，以便在交付治療之前或期間通知操作員定位錯(cuò)誤。
輸入裝置131和輸出裝置132聯(lián)接在處理器133和存儲(chǔ)器134上。 處理器133可執(zhí)行程序代碼，以執(zhí)行這里所述的任何確定過程和發(fā)生 過程，和/或造成線性加速器110執(zhí)行這里所述的任何處理步驟。例如， 處理器133可對(duì)檢測(cè)器125所獲得的投影圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí) 行數(shù)字化層析X射線合成成像，以產(chǎn)生橫截面圖像，其代表了從治療 性的》史射源112看去的平面。所關(guān)心的這種平面通常垂直于治療射束 的中心軸。
根據(jù)某些實(shí)施例，存儲(chǔ)器134還可儲(chǔ)存產(chǎn)生和/或修改治療計(jì)劃的 程序代碼。因此，存儲(chǔ)器134還可根據(jù)任何現(xiàn)有或之后知曉的格式而 儲(chǔ)存放射治療計(jì)劃。治療計(jì)劃可包括通過治療室100的元件自動(dòng)執(zhí)行 的腳本，以提供治療部分。各個(gè)治療計(jì)劃的各個(gè)部分的各個(gè)射束可能 需要以特定的方式相對(duì)于病人定位放射源112。
根據(jù)某些實(shí)施例，硬件環(huán)境可包括比圖1中所顯示的元件更少或 更多的元件。出于清晰起見，例如，圖1不包括用于在治療之前和期 間支撐病人的元件。因此圖2顯示了包括工作臺(tái)140的治療室100。 工作臺(tái)140可調(diào)整以幫助靶區(qū)相對(duì)于放射源112的定位。
未顯示的元件可能需要提供交流功率、RF功率、冷卻、液壓、 真空和/或其它操作支架110、源112、源116、支架120、檢測(cè)器125 和工作臺(tái)140所需要的系統(tǒng)。另外，實(shí)施例并不局限于所顯示的元件 和/或環(huán)境。
才艮據(jù)某些實(shí)施例，病人;^丈置在工作臺(tái)140上，并且第一支架IIO 使放射源112移動(dòng)到由治療計(jì)劃所指示的治療位置。這種運(yùn)動(dòng)還使放 射源116通過其與》t射源112的聯(lián)接而移動(dòng)到特殊位置。第二支架120又使檢測(cè)器125移動(dòng)到面向治療性的放射源112，并位于病人背離治 療性的放射源112對(duì)面的位置。
各個(gè)放射源116連續(xù)朝著檢測(cè)器125發(fā)射出放射線。檢測(cè)器125 基于各個(gè)連續(xù)的發(fā)射而獲得投影圖像。更具體地說，檢測(cè)器125形成 并儲(chǔ)存電荷，其代表了由各個(gè)連續(xù)發(fā)射所產(chǎn)生的放射場(chǎng)的各個(gè)位置處 的放射強(qiáng)度。因?yàn)椴∪硕ㄎ辉谠?16和檢測(cè)器125之間，所以特殊位 置的放射強(qiáng)度代表了組織沿著發(fā)射源116和特殊位置之間的發(fā)散的線 的衰減特性。因此一組由檢測(cè)器125響應(yīng)于特殊發(fā)射而獲得的放射強(qiáng) 度可包括這些組織的二維投影圖像。
這種投影圖像在單獨(dú)用于確定特定的內(nèi)靶位置時(shí)具有局限性。具 體地說，病人中靶區(qū)將可能被定位在耙和放射源116之間的結(jié)構(gòu)和定 位在靶和才企測(cè)器125之間的結(jié)構(gòu)所遮擋。因此計(jì)算才幾系統(tǒng)130的處理 器133對(duì)投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合成成像，以產(chǎn)生耙區(qū)的橫 截面圖像。橫截面圖像代表了從特定的透視角度(例如，放射源112的 透視角度)觀察的病人的特定的平面。
圖3是#4居某些實(shí)施例的處理過程的流程圖。這里所述的處理過 程300和其它處理過程可利用任何合適的硬件、軟件或手動(dòng)方式的組 合來執(zhí)行。體現(xiàn)這些處理過程的軟件可通過任何介質(zhì)，包括固定磁盤、 軟盤、CD-ROM、 DVD-ROM、 ZipTM磁盤、磁帶或信號(hào)來進(jìn)行儲(chǔ)存。 這些處理過程的示例將參照治療室100的元件在下面進(jìn)行描述，但實(shí) 施例并不局限于此。
在已經(jīng)將病人放置于治療臺(tái)上并等待治療之后可執(zhí)行處理過程 300。在S302中，使治療性的放射源通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第 一位置。在S302的一個(gè)示例中，第一支架110使放射源112移動(dòng)到 由治療計(jì)劃所指定的治療位置。
治療計(jì)劃可限定多個(gè)治療部分，其各包括一個(gè)或多個(gè)要被傳送的 離散的射束。對(duì)于各個(gè)射束，治療計(jì)劃可規(guī)定放射源112的位置和傳 送角度以及與射束軸線正治療計(jì)劃的CT圖像可產(chǎn)生橫截面圖像。
在S304中，可使以固定關(guān)系設(shè)置的多個(gè)放射源移動(dòng)。這些放射 源通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第二位置。繼續(xù)當(dāng)前示例，放射源112 在S302中的運(yùn)動(dòng)造成放射源U6運(yùn)動(dòng)到由放射源116到放射源112 的固定關(guān)系所指定的特歹未位置上。因此，在當(dāng)前示例中，S302和S304 是同時(shí)發(fā)生的。
接下來，在S306中，檢測(cè)器通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第三 位置。根據(jù)S306的一個(gè)示例，第二支架120使檢測(cè)器125移動(dòng)到面 向治療性的放射源112，并位于病人背離治療性的放射源112對(duì)面的 位置。檢測(cè)器125可定位成使得治療性的放射源112的射束軸線與檢 測(cè)器125的進(jìn)入表面正交。
在S308中，從多個(gè)放射源的其中一個(gè)放射源中發(fā)射出放射線。 放射線可從第二位置從其中一個(gè)放射源116中發(fā)射出來，放射源116 在S304中移動(dòng)到該第二位置。接下來，在S310中，基于所發(fā)射的放 射線獲得投影圖像。檢測(cè)器125可形成、儲(chǔ)存并輸出與所發(fā)射的放射 線相對(duì)應(yīng)的投影圖像。投影圖像可包括一組二維的放射強(qiáng)度，其代表 了放射源116和檢測(cè)器125之間的組織的衰減特性。
在S312中對(duì)投影圖像和多個(gè)其它投影圖像一起執(zhí)行數(shù)字化層析 X射線合成成像，以產(chǎn)生橫截面圖像。橫截面圖像代表從第一位置的 治療性的放射源看去的平面。
在S312之前可連續(xù)執(zhí)行S308和S310數(shù)次，以便獲得多個(gè)其它 投影圖像。例如，在S308中可從其中一個(gè)放射源116中發(fā)射出放射 線，并在S310中可獲得相應(yīng)的投影圖像，可從其中另一個(gè)放射源116 中發(fā)射出放射線并可在S310中獲得另一個(gè)相應(yīng)的投影圖像等等，直 到已經(jīng)從所述多個(gè)放射源的其中各個(gè)放射源中發(fā)射出放射線，并已經(jīng) 獲得相應(yīng)的投影圖像為止。
已經(jīng)研究出了各種數(shù)字化層析X射線合成成像重建算法，其包括 濾波反投影算法。例如，在反投影之前可利用Ram-Lak濾波器對(duì)投影圖像進(jìn)行濾波。這種算法在放射源沿著弧形段而定位時(shí)特別適合于數(shù) 字化層析X射線合成成像重建，如同傳統(tǒng)的等中心層析X射線合成成 像的情形那樣。
根據(jù)某些實(shí)施例，可將放射源116設(shè)置成圓形的形態(tài)、橢圓的形
態(tài)、三角形的形態(tài)、正方形的形態(tài)、直線的形態(tài)和/或沿著任意多邊形
的側(cè)邊。因?yàn)檫@種形態(tài)下的放射源116可能不會(huì)沿著從公共點(diǎn)對(duì)向 (subtended)的弧邊而行進(jìn)，所以可采用更一般的層析X射線合成成像 重建的方法。例如，S312可包括迭代重建方法，例如代數(shù)重建技術(shù) (ART)、聯(lián)合代數(shù)重建技術(shù)(SART)、聯(lián)合迭代重建技術(shù)(SIRT)或有序 子集最大期望值(OSEM)算法。更一般地說，任何基于測(cè)量的投影值而 求解成像視場(chǎng)中的三維象素的值的方法都適合于層析X射線合成成 像重建。這種方法包括優(yōu)化和/或回歸技術(shù)，并且可應(yīng)用于最大化某些 特征(例如，統(tǒng)計(jì)的可能性、統(tǒng)計(jì)熵)和/或最小化其它特征(例如，殘差 平方和)。
在S310中獲得的投影圖像可基于檢測(cè)器125的特征和/或基于放 射源116之間的固定關(guān)系而進(jìn)行校正或變換。在后一方面，可修改投 影圖像，以考慮所發(fā)射出的射束的不同部分行進(jìn)而到達(dá)^r測(cè)器125的 不同距離。
處理過程300因此可提供重建的部分截面圖像，其與特定的傳送 角度下的放射源的主射束軸線正交。如果獲取的投影圖像的幾何形狀 包括靶時(shí)，那么重建的圖像可包括靶區(qū)。同單獨(dú)的二維投影圖像相比， 數(shù)字化層析X射線合成成像由于減少了對(duì)下層和上層結(jié)構(gòu)的影響而 提供了對(duì)深度分辨組織邊界的改進(jìn)的描繪。
之后可將重建的部分截面圖像與基于治療計(jì)劃所產(chǎn)生的預(yù)期的 橫截面圖像進(jìn)行比較。例如，將三維的CT圖像裝載到治療計(jì)劃系統(tǒng) 中，并基于該圖像產(chǎn)生治療計(jì)劃。針對(duì)治療計(jì)劃的各個(gè)治療部分的一 個(gè)或多個(gè)治療射束確定傳送矢量。對(duì)于各個(gè)傳送矢量，利用發(fā)散的虛 源-檢測(cè)器模型(例如，用于數(shù)字化重建放射照相(DRR)的模型)可產(chǎn)生一組投影圖像。這組投影圖像模擬了上面關(guān)于處理過程300所述的投 影圖像。之后通過對(duì)這組針對(duì)特定的傳送矢量而產(chǎn)生的投影圖像應(yīng)用 數(shù)字化層析X射線合成成像，從而產(chǎn)生用于特定的傳送矢量的預(yù)期的 橫截面圖像。
如果橫截面圖像的比較滿足預(yù)定的準(zhǔn)則，那么治療性的放射源
112可在S312之后根據(jù)治療計(jì)劃而傳送放射束。在某些示例中，流程 在傳送放射束之后返回至S302。然后可使治療性的放射源112、源116 和檢測(cè)器125移動(dòng)到由治療計(jì)劃在S302, S304和S306中所指定的新 的位置，以便傳送下一個(gè)治療部分。
實(shí)施例并不局限于其中S302和S304同時(shí)發(fā)生的實(shí)施例。例如， 圖4顯示了一個(gè)實(shí)施例，其包括聯(lián)接在治療性的放射源112上的活動(dòng) 支架110和聯(lián)接在檢測(cè)器125上的活動(dòng)支架120，如上面參照?qǐng)D1所 述。
圖4還顯示了聯(lián)接在放射源116上的分開的活動(dòng)支架150?；顒?dòng) 支架150還可包括可通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)的多關(guān)節(jié)的機(jī)器人 臂。圖4的放射源116以彼此相對(duì)固定的關(guān)系進(jìn)行設(shè)置。放射源116 可聯(lián)接在支架150上，從而提供源116相對(duì)于支架150的滾動(dòng)、俯仰 和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)0
因此，圖4的放射源116可獨(dú)立于治療性的放射源112和檢測(cè)器 125而移動(dòng)。因此，可同時(shí)或連續(xù)地扭J亍S302和S304。
圖5顯示了其中治療性的放射源112和檢測(cè)器125二者都聯(lián)接在 第一支架110上的一個(gè)實(shí)施例。圖中顯示放射源116聯(lián)接在支架120 上。如果用于執(zhí)行處理過程300，那么支架110的運(yùn)動(dòng)將造成S302和 S306同時(shí)發(fā)生。另外，在傳送治療放射線之前使檢測(cè)器125移出治療 性的放射源112的射束路徑之外可能是必需的或必要的。
盡管相對(duì)于圖1交換了源116和檢測(cè)器125的位置，但圖5的實(shí) 施例可提供重建的部分截面圖像，其與特定傳送角度下的放射源112 的主射束軸線正交。這里僅僅出于解釋性的目的而描述了若干實(shí)施例。因此，本領(lǐng)域 中的技術(shù)人員應(yīng)從本說明書中認(rèn)識(shí)到可利用各種改型和變體來實(shí)踐 其它實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種裝置包括能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)的支架(110)；聯(lián)接在所述支架上的治療性的放射源(112)；彼此以固定關(guān)系設(shè)置的多個(gè)放射源(116)，所述多個(gè)放射源能夠以固定關(guān)系按至少四個(gè)自由度而移動(dòng)；檢測(cè)器(125)，其基于所述多個(gè)放射源的其中一個(gè)放射源所發(fā)射出的放射線而獲得投影圖像；和處理器(133)，其對(duì)由所述檢測(cè)器所獲得的投影圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合成成像，從而產(chǎn)生代表從所述治療性的放射源看去的平面的橫截面圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)放射源 聯(lián)接在所述支架上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括 第二支架(120),其能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，其中所述檢測(cè)器聯(lián)接在所述第二支架上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述檢測(cè)器基于 從所述多個(gè)放射源的其中一些放射源各自發(fā)射出的放射線而獲得所 述多個(gè)其它投影圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括 第二支架(120),其能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，其中所述檢測(cè)器聯(lián)接在所述第二支架上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 第二支架(120),其能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，其中所述多個(gè)放射源聯(lián)接在所述第二支架上，并且 所述檢測(cè)器聯(lián)接在所述支架上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括多個(gè)聯(lián)接在所述支架上的其它檢測(cè)器，其中所述多個(gè)其它檢測(cè)器基于從所述多個(gè)放射源的其中 一些放 射源各自發(fā)射出的放射線而獲得所述多個(gè)其它投影圖像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 第二支架(150),其能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，其中所述多個(gè)放射源聯(lián)接在所述第二支架上；和第三支架(120)，其能夠以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，其中所述片企測(cè) 器聯(lián)接在所述第三支架上。
9. 一種方法包:^舌使治療性的放射源(112)通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第一位置； 使多個(gè)以固定關(guān)系設(shè)置的放射源(116)通過至少四個(gè)自由度而移 動(dòng)到第二位置；使檢測(cè)器(125)通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第三位置；在所述第二位置從所述多個(gè)放射源的其中 一個(gè)放射源中發(fā)射出放射線；在所述第三位置利用所述檢測(cè)器基于所發(fā)射出的放射線而獲得 投影圖像；和對(duì)所述投影圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合 成成像，從而產(chǎn)生代表從所述治療性的放射源的所述第一位置看去的 平面的橫截面圖像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述治療性的放 射源和所述多個(gè)放射源聯(lián)接在相同的支架(l IO)上，并且使所述治療性 的放射源移動(dòng)的步驟和使所述多個(gè)放射源移動(dòng)的步驟是同時(shí)發(fā)生的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，還包括 在所述第二位置從多個(gè)其它放射源的其中一些放射源中各自發(fā)射出放射線；和基于在所述第二位置從所述多個(gè)其它放射源的所述其中一些放投影圖像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述治療性的放射源和所述檢測(cè)器聯(lián)接在相同的支架(110)上，并且使所述治療性的放射源移動(dòng)的步驟和使所述檢測(cè)器移動(dòng)的步驟是同時(shí)發(fā)生的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，使所述檢測(cè)器 通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)到第三位置包括使多個(gè)其它檢測(cè)器通過至少四個(gè)自由度而移動(dòng)， 其中所述多個(gè)其它檢測(cè)器聯(lián)接在相同的支架上，且所述方法還包括在所述第二位置從所述多個(gè)其它放射源中的一些其它放射源中 發(fā)射出放射線；且基于在所述第二位置從所述多個(gè)其它放射源中的所述一些放射 源中各自所發(fā)射出的放射線而利用所述多個(gè)其它檢測(cè)器獲得所述多 個(gè)其它投影圖像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述治療性的放 射源聯(lián)接在第一支架(110)上，所述多個(gè)放射源聯(lián)接在第二支架(150) 上，并且所述檢測(cè)器聯(lián)接在第三支架(120)上，且其中所述治療性的放射源、所述多個(gè)放射源和所述檢測(cè)器是彼此 獨(dú)立地移動(dòng)的。
全文摘要
某些實(shí)施例包括可以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)的支架(110)、聯(lián)接在支架上的治療性的放射源(112)、多個(gè)以彼此固定的關(guān)系而設(shè)置的放射源(116)、檢測(cè)器(125)和處理器(133)，所述多個(gè)放射源以固定關(guān)系并以至少四個(gè)自由度而移動(dòng)，檢測(cè)器(125)基于從所述多個(gè)放射源的其中一個(gè)放射源中所發(fā)射出的放射線而獲得投影圖像，處理器(133)對(duì)檢測(cè)器所獲得的投影圖像和多個(gè)其它投影圖像執(zhí)行數(shù)字化層析X射線合成成像，以產(chǎn)生橫截面圖像，其代表了從治療性的放射源看去的平面。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101589957SQ200910142428
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者A·巴尼-哈謝米, J·S·馬爾茨 申請(qǐng)人:美國西門子醫(yī)療解決公司