校準放射治療系統的方法

專利名稱：校準放射治療系統的方法
技術領域：
本發明涉及放射治療領域。具體地，本發明涉及確定包括放射 治療單元的放射治療系統中的定位系統相對于放射治療單元的固定
放射焦點(focus point)的預定位置的方法、系統、測量工具和計 算機可讀介質。
背景技術：
外科技術的發展這些年來取得了重大的進步。例如，對于需要 腦外科手術的患者，現在有使患者受到非常小的創傷的非侵入式外
科手術可用。
立體定向放射外科手術是這樣的微創治療形式，它允許將單次 大劑量的放射傳遞給特定的顱內靶(target)，而不傷害周圍的組織。 不同于傳統的分次放射療法，立體定向放射外科手術不依賴于或利 用腫瘤性病變相對于正常大腦的較高的放射敏感性(治療比率)。 其選擇性的破壞主要取決于精確聚焦的大劑量放射和離開所限定靶 的陡峭的劑量梯度。.生物效應是在大刑量的靼區(target volume) 中不可恢復的細胞損傷和延遲的血管閉塞。因為不要求治療比率， 所以可以治療傳統的抗放射病變。然而，由于使用了破壞性的劑量， 因此在乾區內的任何正常結構都受到損傷。
一種這樣的非侵入式放射治療技術是所謂的LINAC(直線加速 器)放射治療。在LINAC放射治療系統中，準直的x光束被聚焦在 立體定向標識的顱內耙(stereotactically identified intracranial target)上。在這樣的加速器中，電子被加速到接近光速，并與諸如 鵠的重金屬碰撞。碰撞主要產生熱，但是較小百分比的能量被轉變 成高能的光子，由于它們是在電學上產生的，它們被稱為"x光"。LINAC的機架(gantry)圍繞患者旋轉，產生聚焦在靶上的放射弧。 接著在水平平面上旋轉患者躺在其中的床，并完成其他弧。用這種 方式，多個非共面的放射弧在靶區相交，并產生高的靶劑量(target dose)，引起對周圍大腦的影響最小的放射。x光通常是通過將電子 加速到接近光速然后使它們與重金屬(如鵠)碰撞來產生的。碰撞 主要產生熱，但是較小百分比的能量被轉變成高能的質子，其被準 直并聚焦到靶上。
用于非侵入式外科手術的另 一系統以Leksell Gamma Knife 的 名稱出售，該系統借助于伽馬放射來提供這樣的外科手術，放射從 大量固定的放射源發出，并且借助于準直器(即用于獲取有限橫截 面的光束的通路或通道)被聚焦到限定的靶或治療區(treatment volume)。每個源提供不足以損傷干預組織(intervening tissue )的 伽馬放射劑量。然而，組織破壞在來自所有放射源的放射束相交或 會聚(導致放射達到破壞組織的水平)處發生。會聚點在下文中被 稱為"焦點"。這樣的伽馬放射設備在US4，780，898中提到和描述。
在該系統中，患者的頭部被固定在限定頭部中的治療區的位置 的立體定向儀器中。此外，患者被緊固(secure)在患者定位系統 中，所述定位系統移動整個患者以便定位與系統的放射單元的焦點 吻合的治療區。
罔此，在諸如LINAC系統或Leksell Gamma Knife 系統的放 射治療系統中，移動患者以便定位與系統的放射單元的焦點吻合的 治療區的定位系統是精確和可靠的非常重要。換而言之，定位系統 必須能夠非常精確地定位與焦點吻合的治療區。此外，隨著時間的 過去這種高精確性還必須維持。
可以通過如使用在某個位置中設有放射敏感膜的人體模型 (phantom)的放射測量來確定在包括放射治療單元的放射治療系 統中的定位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位置。 另 一種方法是將放射敏感膜施加到適合于安裝在定位系統中的工具 上，所述工具設有參考標記，使得其可以被安裝在相對于定位系統的限定位置中。依照其他方法，使用在某個位置中設有電離室的人 體模型。然而，間接的方法是耗時且不精確的。
因此，需要確定或驗證包括放射治療單元的放射治療系統中定 位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位置的有效且可 靠的方式。

發明內容
本發明的一個目的是提供確定或驗證包括放射治療單元的放射 治療系統中定位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位 置的有效且可靠的方法。
本發明的另 一 目的是提供以較高的精度確定或驗證包括放射治 療單元的放射治療系統中定位系統相對于放射治療單元的固定放射 焦點的預定位置的方法。
本發明的又一 目的是提供確定或驗證包括放射治療單元的放射 治療系統中定位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位 置的產生可重復結果的方法。
通過提供具有在獨立權利要求中限定的特征的方法、系統、測 量工具和計算機可讀介質來實現這些和其它目的。在從屬權利要求
中限定優選實施例。
依照本發明的第一方面，提供了確定在放射治療單元中定位系
統相對于固定焦點位置的預定位置的方法。該放射治療系統包括 具有固定放射焦點的放射治療單元；測量工具，用于保持適合于相 對于測量工具測量焦點中的放射強度的至少一個二極管元件；定位 系統，用于相對于放射治療單元中的固定焦點定位患者內的治療區， 其中測量工具能被配置成與定位系統固定嚙合；以及控制系統，適 合于控制定位系統的移動以便確定預定位置。
依照本發明的第二方面，提供了用于確定在放射治療系統中定 位系統相對于固定焦點位置的預定位置的控制系統，所述放射治療 系統包括具有固定的放射焦點的放射治療單元；測量工具，用于
9相對于測量工具保持適合于測量焦點中的放射強度的至少一個二極
管元件；定位系統，用于相對于放射治療單元中的固定焦點定位患 者內的治療區，其中測量工具能被配置成與定位系統固定嚙合；以 及控制系統，包括適合于控制定位系統的移動以便確定預定位置的 處理裝置。
依照本發明的第三方面，提供了用于保持適合于測量放射強度 的至少一個二極管元件的測量工具，包括適合于可松開地安裝在所 述測量工具的基座上，所述基座與定位系統的至少 一個嚙合點 (engagement point) 固定嚙合。
依照本發明的另一方面，提供了可直接載入到放射治療系統的 控制系統的內部存儲器中的計算機程序產品，包括用于使控制系統 依照根據第一方面的方法執行步驟的軟件代碼部分。
因此，本發明是基于使用提供與檢測到的放射基本上成比例的 輸出的放射敏感二極管元件來確定包括放射治療單元的放射治療系 統的定位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位置。二 極管元件被安裝在測量工具中，該測量工具接著可以以可重復的方 式被安裝在放射治療系統的定位系統中。二極管是小的，即相對于 焦點具有小的敏感區，并且對所產生的信號使用高的放大率 (amplification)。測量工具被用于借助定位系統來掃描放射治療 系統的放射單元的固定焦點。在放射梯度高的地方，即在放射曲線 的邊沿(edge)處收集或獲取有關定位系統的坐標的測量值。掃描 沿著至少三個軸執行。由于在放射強度曲線的邊沿處小的位置調整 導致放射強度的大改變，因此可以獲取高度的測量精確度。
另 一優點是由于本發明的測量方法對噪聲和時間延遲的魯棒
性，因此可以獲得測量的高度可重復性。該對噪聲和延遲的魯棒性
主要通過在放射梯度高的地方，即在放射曲線的邊沿處測量來獲取。 對噪聲和延遲的魯棒性可以進一步通過在低通過濾器中在適當
的頻率處過濾來自二極管的輸出信號來改善。
另 一優點是包括具有二極管的測量工具的定位系統和控制系統被用于測量焦點位置，而無需任何附加的測量工具，這降低了定位 系統和/或控制系統的可能的測量誤差。
還有一優點是與使用例如在某個位置中設有放射敏感膜的人體 模型來確定放射焦點位置的間接方法相比，通過用二極管掃描聚焦 區域，可以直接測量放射焦點的精確的相對位置。
如本文所使用的，術語"測量工具，，是指用于保持二極管元件
(優選地是表面安裝(surface-mount)在電路板上的二極管)的單 元。依照一個實施例，測量工具適合于被安裝在與用于固定患者(或 者更合適地，患者的包含要治療的組織區域的一部分)的固定單元 精確相同的位置處與定位系統固定嚙合。固定單元的坐標由固定單 元坐標系來定義，通過與治療區的固定關系，固定單元坐標系也用 于定義治療區的輪廓。在操作中，相對于固定放射焦點來移動固定 單元，由此移動固定單元坐標系，從而將焦點精確地定位在固定單 元坐標系的預期坐標處。測量工具由此可使用相同的坐標系，即固 定單元坐標系。
固定單元和坐標系的示例分別包括Leksell立體定向頭部框架 以及Leksell XYZ坐標系，Leksell XYZ坐標系是由與固定單元的框 架完全對準的三個正交軸定義的笛卡兒坐標系，所述固定單元的框 架被配置為具有三條正交的邊。相對于患者，x軸在患者的內外側 (medial-lateral)方向上延伸，y軸在前后(anterior-posterior)方 向上延伸，而z軸在頭尾(cranial-caudal)方向上延伸。換而言之， 如果患者在Leksell XYZ坐標系中被適當定位，則x軸將是從患者 的耳朵到耳朵，z軸是從患者的頭部到腳趾，而y軸是從患者的背 部到正面。然而，應該注意，可以使用用于定義由固定單元固定的 區的其他坐標系以及其他類型的固定單元，而不背離所要求保護的 本發明的范圍。
保持二極管元件的測量工具設有至少一個嚙合點，用于將固定 單元安裝到定位系統中提供的至少一個相應的嚙合點中。當安裝時， 測量工具與患者定位系統固定嚙合，并且不能相對于定位系統平移
ii或旋轉。為此，優選地將多個嚙合點用于輔助旋轉或角度固定。然 而， 一 個鎖定測量工具和定位系統之間的角度和平移關系的固定點 也是預期在本發明的范圍內的。
無論在測量工具和患者定位系統之間使用一個嚙合點還是若干 個嚙合點，都以非常高的精確度來制造定位系統的嚙合裝置的嚙合 點，而沒有到測量工具的任何間隙或空隙。換而言之，測量工具到 患者定位系統的固定具有非常高的定位精確度可重復性。由此，測 量工具坐標系和測量工具(由此的定位系統)的各嚙合點之間的關 系對系統是已知的，并且也是固定的。因此，只要測量工具被安裝 為與定位系統嚙合，那么就無需重新校準定位系統。
在本發明的一個實施例中，在預定數目的測量點的每個處獲取
測量數據，其中所述測量數據是從放射強度曲線獲取的；以及相對 于放射單元的固定焦點來確定患者定位單元的位置。
在本發明的又一實施例中，借助于定位系統定位至少一個二極 管元件，使得二極管元件的敏感區基本上位于固定焦點處。
依照本發明的一個實施例，使用測量工具坐標系關于放射單元 的固定焦點的相對位置確定二極管元件的敏感區的坐標，并且將該 坐標存儲為對該特定測量工具和二極管元件的校準值。由于已知固 定單元坐標系的位置是相對于放射單元的固定焦點的，因此掃描的 測量值可用于確定二極管元件的敏感區的坐標。這些坐標因此可以 被存儲為對該特定二極管元件的校準值。因此，顯著地降低了由二 極管導致的測量誤差的風險。這使得可以使用表面安裝在電路板處
的標準類型的二極管(如硅p-n結二極管)，顯著地降低了測量工 具的成本。此外，可以對相同的定位系統使用若干個測量工具，而 無需為每個新的固定單元重新校準定位系統，因為每個工具和二極 管元件具有其自己的校準值。
在本發明的一個實施例中，在二極管元件基本上位于固定焦點
上的位置處獲取第一測量值；確定對應于在二極管元件基本上位于 固定焦點上的位置處的放射強度的值；以及在放射強度曲線的邊沿
12處沿著三個基本上正交的移動軸的預定數目的測量點處獲取測量數 據，其中所述邊沿借助于對應于二極管元件基本上位于固定焦點的 位置處的放射強度的值來標識，所述數據包括坐標和放射強度。
在本發明的另 一實施例中，通過依照測量協議沿三個基本上正 交的移動軸移動二極管元件在沿三個移動軸的放射曲線的每個邊沿 的預定數目的測量點的每一個處獲取測量數據。在特定的實施例中， 在每個軸處的放射曲線的每個邊沿處獲取三個測量值。
依照本發明的一個實施例，使用在相應的軸處獲取的位置來確 定放射曲線的半高寬的中心的坐標。
在本發明的一個具體的實施例中，對于相應的軸對所獲取的坐
標求和；以及將對于相應的軸的和除以所獲取的坐標值的數目以獲
取半高寬的中心的坐標。
在本發明的又一實施例中，在測量工具處配置多于一個二極管 元件。因此，可以通過比較來自不同的二極管元件的測量數據來檢 查定位系統的精確性和準確性。
如本領域的技術人員可以認識到的，本發明的方法的步驟及其 優選實施例適合于實現為計算機程序或計算機可讀介質。
從結合附圖使用的以下描述可以更好地理解表征本發明的有關 組織和操作方法的特征及其其他的目的和優點。可以清楚地理解附 圖是為了說明和描述的目的，而非旨在限定本發明的界限。當結合 附圖閱讀以下描述時，由本發明所獲得的這些和其他目的以及所提 供的優點將變得更加充分地清晰。


現在將參考附圖更詳細地描述本發明的優選實施例，其中 圖1示出了適合于使用本發明的放射治療系統的一般原理； 圖2示出了在本發明的校準方法中使用的定位系統； 圖3更詳細地示出了在本發明的校準方法中使用的定位系統的 包括嚙合點的一部分；圖4示意性地示出了依照本發明的控制系統； 圖5a示出了包括二極管元件的測量工具的一個實施例； 圖5b示出了包括二極管元件的測量工具的另一實施例； 圖6示出了 Leksell XYZ坐標系；以及
圖7示意性地示出了依照根據本發明的方法的一個實施例執行 的一般步驟。
具體實施例方式
參考圖1-6，本發明所適用的放射治療系統包括放射單元10 和患者定位單元20。在放射單元10內，提供了放射源、放射源保 持器(holder)、準直器主體以及外部屏蔽元件。準直器主體包括 以本領域中公知的方式被導向公共焦點的大量準直器通道。
準直器主體也充當防止放射從除了準直器通道之外到達患者的 放射屏蔽。適用于本發明的放射治療系統中的準直器裝置的示例可 以在WO 2004/06269 Al中找到，通過引用將其整體并入本文。然 而，本發明也適用于使用其他裝置將放射準直到固定的焦點上的放 射治療系統，例如在美國專利號4,780,898中所公開的。此外，本 發明也適用于LINAC放射外科系統，其中準直的x光束被聚焦到立 體定向標識的顱內靶上，并且LINAC機架圍繞患者旋轉，產生聚 焦到靶上的放射弧。
患者定位單元20包括剛性框架(rigid framework) 22、可滑動 或可移動支架24以及用于相對于框架22移動支架24的發動機(未 示出)。支架24還設有用于支撐和移動整個患者的病床26。在支 架24的一端，提供了用于直接或經由適配器單元42接收并固定患 者固定單元的固定裝置28。依照本發明的一個實施例，用于保持二 極管元件(優選地是表面安裝在電路板上的二極管)的測量工具適 合于被安裝在與用于固定患者(或者更合適地，患者的包含要治療 的組織區域的 一部分)的固定單元精確相同的位置處與定位系統固 定嚙合。在圖5a和5b中示出測量工具的實施例。固定單元的坐標
14由固定單元坐標系定義，通過與治療區的固定關系，固定單元坐標 系也用于定義治療區的輪廓。在操作中，相對于固定放射焦點來移 動固定單元，由此移動固定單元坐標系，從而將焦點精確地定位在 固定單元坐標系的預期坐標處。測量工具由此可使用相同的坐標系， 即固定單元坐標系。
依照所示的實施例，固定裝置28包括兩個嚙合點30、 32，所 述嚙合點被配置用于防止患者固定單元相對于可移動支架24平移 和/或旋轉移動。
如可以從圖l和2理解的，所描述的實施例涉及用于向患者頭 部中的乾區提供伽馬放射治療的放射治療系統。這樣的治療通常被 稱為立體定向放射外科手術。在治療期間，患者的頭部被固定在立 體定向頭部框架形式的固定單元中，所述固定單元包括適合于與放 射治療系統的嚙合點30、 32嚙合的嚙合點。由此，在立體定向放射 外科手術期間，患者的頭部被固定在立體定向框架中，所述立體定 向框架接著經由嚙合點30、 32被固定地附接到患者定位系統上。在 沿著圖1所示的三個正交軸x、 y和z相對于放射焦點移動在患者頭 部中的治療區期間，沿著軸移動整個患者。由此，在患者定位系統 20的頭部框架和支架24之間沒有相對的移動。
現在轉向圖4，示出了特別地連接到患者定位單元20和放射治 療單元10的控制系統43。此外，當在患者定位單元20中進行安裝 時，測量工具50和至少一個二極管元件54 (見圖5a)可以:故連接 到包括微處理器的處理裝置44。在一個實施例中，患者定位單元20 通過兩個連接被連接到控制系統43的信號處理裝置46,經過放大 器45的第一連接用于輸入放射強度數據，并且第二連接用于輸入位 置數據。由此，在測量會話期間，與位置和放射強度相關的測量值 可以經由定位單元20和二極管元件54獲取并在處理裝置44中進行 處理，以便確定患者定位單元20相對于放射治療單元10的固定放 射焦點的位置。在測量會話期間，定位系統20的移動由控制系統 43依照測量協議來控制。測量協議可以被存儲在控制系統43的存儲裝置47中。在本發明的一個實施例中，測量協議包括用于患者定 位單元20依照預定方案掃描放射治療單元10的固定焦點以獲取預 定數目的測量值的指令。為了詳細描述，在二極管元件基本上位于 固定焦點(放射強度處于最大水平)上的位置處獲取第一測量值。 該最大強度被用作標識放射強度曲線的邊沿的參考值。此外，在放 射強度曲線的邊沿處沿三個基本上正交的移動軸的預定數目的測量 點處獲取包括坐標和放射強度的測量數據。在一特定實施例中，每 個方向(或軸)被掃描兩次(即來回)，獲取每個邊沿三個測量值
(例如在最大強度的47%、 50%和53%處)。處理裝置44適合于 處理所獲取的測量數據，并且在一個實施例中，對于一個軸獲取的 值被求和并且除以值的數目。在該特定實施例中，12個位置值被求 和并且除以12，以獲取半高寬的中心。如本領域的技術人員所理解 的，有多個可以在上述測量過程中使用的可構想的測量方案。例如， 可以對每個軸(例如在每個邊沿的最大強度的45%、 47%、 50%、 53 %和55%處)測量20個位置值(每個方向被來回掃描)，所述 20個位置值被求和并除以20。此外，有用于計算半高寬的中心的其 他可能的程序，例如使用加權的平均值。
此外，控制系統43包括通信電路47，所述通信電路可以包括 例如用于與諸如操作單元49的外部設備通信的數據總線。操作單元 49可以包括監視器(未示出)，用于通過GUI("圖形用戶界面") 向用戶呈現諸如測量結果的信息；以及諸如鍵盤和鼠標的輸入裝置
(未示出)，允許用戶輸入命令(例如指示控制系統43發起測量會 話的命令)。
現在參考圖5a和5b,將討論安裝在患者定位單元中的測量工 具的實施例。依照該實施例，測量工具50包括表面安裝在電路板上 的標準類型的二極管54。依照其他實施例，測量工具50可以包括 多于一個二極管元件，例如三個或四個二極管元件。電路板55接著 被固定附接在測量工具基座56上，所述基座適合于安裝在與用于固 定患者的固定單元精確相同的位置處與定位單元20固定嚙合。在示出的實施例中，基座56是平板，但是如技術人員可以認識到的，它 可以用提供有關在與用于固定患者的固定單元精確相同的位置處與 定位單元20固定嚙合的相似功能的其他方式來構建。例如，它可以 借助于具有用于保持電路板的裝置并適合于被配置成在與用于固定 患者的固定單元精確相同的位置處與定位單元20固定嚙合的框架 來構建。在圖5b中，示出了包括框架59形式的基座的測量工具50，， 適合于保持在其上表面安裝有標準類型的二極管54的電路板55。
基座56 (或框架59 )被配置成與Leksell XYZ坐標系的x和y 軸方向完全平行，這將在下文中描述。基座56 (框架59)設有嚙合 點(未示出)，所述嚙合點被配置成用于與固定裝置28的嚙合點 30、 32固定嚙合，見圖3。 z軸基本上與基座56的表面垂直，而二 極管元件54和電路板55指向z軸的負方向。
依照本發明的各實施例，例如利用主系統，使用測量工具坐標 系關于放射單元的固定焦點的相對位置來確定二極管元件54的敏 感區的坐標，并將其存儲為對該特定測量工具50和二極管元件54 的校準值。由于已知固定單元坐標系的位置是相對于放射單元的固 定焦點的，因此掃描的測量值可用于確定二極管元件的敏感區的坐 標。這些坐標因此可以被存儲為對該特定二極管元件54的校準值。 當執行測量會話以確定患者定位單元20相對于另一放射治療單元 的固定焦點的位置時使用該校準值。
為了詳細描述，利用主系統，使用測量工具坐標系關于放射單
元的固定焦點的相對位置來確定二極管元件的敏感區的坐標，并將 其存儲為對該特定測量工具和二極管元件的校準值。該測量工具和 二極管元件現在可用于創建主工具，該主工具接著可用于依照本發 明來確定定位系統相對于放射單元的固定焦點位置的位置。
圖6結合測量工具和二極管元件54示出了 Leksell XYZ坐標系， 該坐標系是笛卡兒坐標系。如圖所示，坐標的原點(O，O，O)位于基 座56和二極管元件54的上方。對于患者而言，坐標的原點(O，O，O) 位于后腦之后、右耳之外和頭頂之上。因此，患者頭部中的任何靶區域(target area )或焦點將由正坐標來定義。在下文中，Leksell XYZ 坐標系的坐標將4皮稱為Leksell坐標。
現在轉向圖7，將描述依照本發明的方法的一個實施例。首先， 在步驟70處，測量工具(如上述測量工具50)被安裝在患者定位 單元20中，并且二極管元件54被連接到控制系統43。其后，在步 驟71處，可以發起測量會話。測量會話可以由用戶經由操作單元 49通過例如發起命令手動地發起。接著，在步驟72處，確定放射 焦點，即準直器的尺寸。在該示例性實施例中，選擇具有相對平的 放射強度曲線最大值的放射焦點。隨后，在步驟73處，定位二極管 元件54，使得二極管元件54的敏感區在中心被定位在放射治療單 元10的焦點處。為了獲取該定位，用于該特定測量工具50和二極 管元件54的校準值被獲取并且用于定位。校準值可以被存儲在控制 系統43的存儲裝置47中或操作單元49中，或者諸如可連接到操作 單元49或控制系統43的USB存儲器的便攜式存儲裝置中，或者可 載入到操作單元49或控制系統43中的CD中。因此，定位二極管 元件54從而基本上根據校準值調整敏感區的Leksell坐標(100， 100， 100)，這會導致實際位置將是例如(100.015， 99.98, 100)。在步 驟74處，關于劑量強度和二極管特性來調整放大率，并且測量在放 射單元10的焦點處的放射強度。在焦點處的放射強度是最大的，且 該最大值在掃描程序期間用于找出放射曲線的邊沿。接著，在步驟 75處，執行掃描程序，在該程序期間掃描三個正交的Leksell坐標 方向的兩個方向。依照一個實施例，在放射曲線的每個邊沿處沿每 個方向獲取三個測量值(在最大放射強度的47%、 50%和53%處)， 即12個位置值。每個測量值被存儲以便在確定焦點時使用。其后， 在步驟76處，位置值在軸向上被求和并除以所獲取的測量點的數 目，并且確定半高寬的中心。接著，在步驟77處，終止測量會話。 在步驟78處，可以在例如操作單元49的監視器處向用戶呈現結果。 由此，可以檢查所確定的半高寬的中心是否位于計劃的Leksell坐標 中，由此可以檢查例如定位單元20相對于放射治療單元10的恒定
18焦點(stationary focus )的預定位置是否正確。
如技術人員能夠容易地認識到的，有多個上述方法的可構想的替換實施例，例如可以改變在掃描進程期間獲取的測量值的數目，可以改變放射強度的相對值和/或可以改變用于計算半高寬的中心的進程。
雖然已經示出和描述了本發明的示例性實施例，對本領域的普通技術人員顯而易見的是可以對本文所描述的本發明作出許多改變、修改或替換。因此，可以理解本發明的以上描述和附圖旨在被看作其非限制性示例，而保護的范圍由所附專利權利要求來限定。
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權利要求
1.一種確定在放射治療系統中定位系統相對于固定焦點的預定位置的方法，所述放射治療系統包括具有固定放射焦點的放射治療單元(10)；測量工具(50、50’)，用于保持適合于測量所述焦點中的放射強度的至少一個二極管元件(54)；用于相對于放射治療單元(10)中的所述固定焦點來定位患者中的治療區的定位系統(20)，其中所述測量工具(50、50’)能被配置成與定位系統(20)固定嚙合；以及控制系統(43)，適合于控制所述定位系統(20)的移動，控制所述定位系統(20)的移動以便確定(76)所述預定位置。
2. 如權利要求l的方法，包括以下步驟在預定數目的測量點的每一個處獲取(75)測量數據，所述數 據包括坐標，其中所述測量數據是從放射強度曲線獲取的；以及相對于所述放射單元(10)的所迷固定焦點確定(76)所述患 者定位系統(20)的所述預定位置。
3. 如權利要求1或2的方法，還包括以下步驟 借助于所述定位系統(20 )來定位(73 )所述二極管元件(54 )，使得所述二極管元件(54)的敏感區基本上位于所述固定焦點中。
4. 如權利要求2或3的方法，其中獲取測量數據的步驟包括 以下步驟通過依照所述測量協議沿三個基本上正交的軸移動所述二極管 元件(54)在所述預定數目的測量點的每一個處獲取測量數據。
5. 如權利要求l-4的方法，其中確定所述預定位置的步驟包 括以下步驟使用在所述測量點處測量的位置確定(76)所述獲取的坐標的 三維中心坐標。
6. 如權利要求l-5的方法，其中獲取測量數據的步驟包括以下步驟獲取(74)在所述二極管元件(54)基本上位于所述固定焦點 中的位置處的測量值；確定(74)對應于在所述二極管元件基本上位于所述固定焦點 中的所述位置處的放射強度的值；以及獲取(75)在所述放射強度曲線的邊沿處沿三個基本上正交的 移動軸的所述預定數目的測量點處的測量數據，所述數據包括坐標 和放射強度，其中所述邊沿借助于對應于在所述二極管元件(54) 基本上位于所述固定焦點中的所述位置處的放射強度的所述值來標 識。
7. 如前迷權利要求1-6中的任何一個的方法，還包括以下步對保持二極管元件(54)的測量工具(50、 50，)執行測量工具 校準測量會話，包括使用測量工具坐標系相對于所述放射單元的所述固定焦點的相 對位置，確定所述二極管元件(54)的敏感區的坐標；以及將所述坐標存儲為校準值。
8. 如權利要求7的方法，其中定位所述二極管元件(54)的步 驟包括以下步驟基于所述校準值調整所述定位系統(20)的位置。
9. 如前述權利要求4-8中的任何一個的方法，其中使用在所 述測量點處測量的放射強度確定所述獲取的坐標的三維中心坐標的 步驟包括以下步驟確定(76)所述放射曲線的半高寬的中心的坐標。
10. 如權利要求9的方法，其中確定所述放射曲線的半高寬的 中心的坐標的步驟包括以下步驟對相應軸的所述獲取的坐標求和(76);以及 將所述和除以(76)對相應軸的所述獲取的坐標值的數目，以 獲取所述半高寬的中心的坐標。
11. 如前述權利要求的任何一個的方法，還包括將所述測量工具(50、 50，)安裝成與定位系統(20)固定嚙合的步驟。
12. —種計算機程序產品，該產品可直接載入到用于放射治療 系統的控制系統(43)的內部存儲器(47)中，包括用于使所述控 制系統(43 )執行依照權利要求1 - 8的步驟的軟件代碼部分。
13. —種用于確定在放射治療系統中定位系統相對于固定焦點 位置的預定位置的控制系統，所述放射治療系統包括具有固定放射焦點的放射治療單元(10);測量工具(50、 50，)，用于相對于所述測量工具保持適合于 測量所述焦點中的放射強度的至少一個二極管元件(54);用于相對于放射治療單元(10)中的所述固定焦點來定位患者 中的治療區的定位系統(20),其中所述測量工具(50、 50，)能 被配置成與定位系統(20)固定嚙合；并且其中所述控制系統(43)包括適合于控制所述定位系統(20) 的移動以便確定所述預定位置的處理裝置(44)。
14. 如權利要求13的控制系統，其中所述處理裝置(44)適合于在預定數目的測量點的每一個處獲取測量數據，所述數據包括 坐標，其中所述測量數據是從放射強度曲線獲取的；以及確定所述患者定位系統(20)相對于所述放射單元的所述固定 焦點的所迷位置。
15. 如權利要求13或14的方法，其中所述處理裝置(44)適合于指示所述患者定位系統(20)定位所述二極管元件(54),使 得所述二極管元件的敏感區基本上位于所述固定焦點中。
16. 如權利要求14的方法，其中所述處理裝置(44)適合于 通過指示所述定位系統(20)依照所述測量協議沿三個基本上正交的軸移動所述二極管元件在所述預定數目的測量點的每一處獲 取測量數據。
17. 如權利要求13-16的控制系統，其中所述處理裝置(44) 適合于使用在所述測量點處測量的位置確定(76)所述獲取的坐標的 三維中心坐標。
18. 如權利要求13-17所述的控制系統，其中所述處理裝置 (44)適合于在所述二極管元件(54)基本上位于所述固定焦點中的位置處 獲取測量值；確定對應于所述二極管元件(54)基本上位于所述固定焦點中 的所述位置處的放射強度的值；以及在所述放射強度曲線的邊沿處沿所述三個基本上正交的移動軸 的所述預定數目的測量點處獲取測量數據，所述數據包括坐標和放 射強度，其中所述邊沿借助于對應于所述二極管元件(54)基本上 位于所述固定焦點中的所述位置處的放射強度的所述值來標識。
19. 如權利要求13-18所述的控制系統，其中所述處理裝置 (44)適合于對保持二極管元件的測量工具執行測量工具校準測量會話，包括使用所述測量工具坐標系相對于所述放射單元的所述固定焦點 的相對位置，確定所述二極管元件的敏感區的坐標；以及 將所迷坐標存儲為校準值。
20. 如權利要求19的控制系統，其中所述處理裝置(44)適合 于在借助于所述定位系統定位所述二極管元件(54)以使得所述二 極管元件的敏感區基本上位于所述固定焦點中時，指示所述患者定 位系統(20)基于所述校準值調整所述定位系統的位置。
21. 如前述權利要求13-20中的任何一個的控制系統，其中所 述處理裝置(44)適合于確定所述放射曲線的半高寬的中心的坐標。
22. 如權利要求21的控制系統，其中所述處理裝置(44)適合于對相應軸的所述獲取的坐標求和；以及 將所述和除以相應軸的所述獲取的坐標值的數目，以獲取所述半高寬的中心的坐標。
23. —種用于保持適合于測量放射強度的至少一個二極管元件 (54)的測量工具(50、 50，)，包括適合于可松開地安裝在所述定 位系統(20)處的基座(56、 59)，所述基座與所述定位系統(20) 的至少一個嚙合點(30、 32)固定嚙合，所述測量工具(50、 50，) 適合于用在如前述權利要求13-22中的任何一個的控制系統中。
全文摘要
本發明涉及確定在包括放射治療單元的放射治療系統中的定位系統相對于放射治療單元的固定放射焦點的預定位置的方法、系統、測量工具和計算機可讀介質。該方法包括定位(73)二極管元件，獲取(75)從放射強度曲線在預定數目的測量點的每一個處的測量數據，確定(76)所獲取的坐標的三維中心坐標以及使用所確定的三維中心坐標確定(76)患者定位單元(20)相對于放射單元(10)的固定焦點的預定位置。
文檔編號A61N5/10GK101663067SQ200780052229
公開日2010年3月3日 申請日期2007年2月15日 優先權日2007年2月15日
發明者P·卡爾松 申請人:埃萊克塔公共有限公司