專利名稱：集中照射型放療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括X-射線計(jì)算機(jī)層析(CT，computertomography)功能的集中照射型放療設(shè)備。
背景技術(shù)：
X-射線CT設(shè)備基于透過(guò)物體的數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。已經(jīng)研究了將X-射線CT設(shè)備改裝成集中放射型放療設(shè)備。為此，用具有高劑量規(guī)格的X-射線管取代X-射線管。在X-射線管前面增加一多葉片準(zhǔn)直器。該多葉片準(zhǔn)直器包括可獨(dú)立向前/向后移動(dòng)的多個(gè)葉片。通過(guò)向前/向后控制葉片，有可能根據(jù)治療對(duì)象的形狀調(diào)整X-射線的形狀。
對(duì)于傳統(tǒng)放療設(shè)備，需要將對(duì)象從X-射線CT設(shè)備移動(dòng)到放療設(shè)備。集中照射型放療設(shè)備從開始獲得用于定位的圖像直到治療結(jié)束，進(jìn)行一系列操作。在集中照射型放療設(shè)備中，不必重新安置對(duì)象。
因此，實(shí)現(xiàn)了治療時(shí)間的減少。由于減小了從定位到開始治療期間對(duì)象位置偏離的可能性，提高了治療精度。這種優(yōu)越性是獨(dú)特的，這類集中照射型放療設(shè)備呈現(xiàn)出進(jìn)一步普及的趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種集中照射型放療設(shè)備，其中在治療過(guò)程中可由圖像進(jìn)一步確定被治療區(qū)域和照射集中區(qū)域。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種集中照射型放療設(shè)備，其中同時(shí)實(shí)現(xiàn)治療效率和曝光減少。
本發(fā)明的第三目的在于減小集中照射型放療設(shè)備中治療開始的時(shí)間偏差。
在下面的說(shuō)明中將提出本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，部分目的和優(yōu)點(diǎn)可由說(shuō)明顯然看出，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施獲悉。利用下面具體給出的裝置和組合，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供一種集中照射型放療設(shè)備，該集中照射型放療設(shè)備包括一放射源，一多通道輻射探測(cè)器，一旋轉(zhuǎn)裝置，一圖像重建裝置，一設(shè)置在該放射源與對(duì)象之間、將放射線調(diào)整成任意形狀的多葉片準(zhǔn)直器，該多葉片準(zhǔn)直器包括均設(shè)置成可獨(dú)立向前/向后移動(dòng)、并均為條形的多個(gè)第一葉片和多個(gè)第二葉片，其中該第一葉片的類型不同于第二葉片的類型。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明包含在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書一部分的附圖，與前面給出的概括描述和后面給出的實(shí)施例詳細(xì)描述一起，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖2A到2D表示圖1中多葉片準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)；圖3A，3B表示多葉片準(zhǔn)直器的第一變型例；圖4表示圖1中多葉片準(zhǔn)直器的第二變型例；圖5為表示在第一實(shí)施例中，從計(jì)劃治療到治療結(jié)束一系列流程的流程圖；圖6表示在圖5的S103中顯示的一例圖像；圖7A到7D為圖5的S107孔徑控制的補(bǔ)充說(shuō)明圖；圖8表示圖5的S110中所顯示的一例圖像；
圖9表示發(fā)生定位偏離時(shí)圖5的S110中所顯示的一例圖像；圖10A、10B表示圖1中多葉片準(zhǔn)直器的第三變型例；圖11A、11B表示圖1中多葉片準(zhǔn)直器的第四變型例；圖12表示本發(fā)明第二實(shí)施例集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖13表示圖12中多葉片準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)；圖14為表示通過(guò)圖12的治療計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)定X-射線未照射區(qū)域的過(guò)程的流程圖；圖15表示與圖14的S203相應(yīng)的一例顯示圖像；圖16為圖14中S205到S207的輔助圖；圖17為圖14中S208到S210的輔助圖；圖18為表示在圖12的治療/掃描控制器控制下中治療操作過(guò)程的流程圖；圖19A到19D為圖18中S226的輔助圖；圖20表示通過(guò)圖18中S227到S229的操作，在X-射線管旋轉(zhuǎn)軌道上的X-射線未照射期間；圖21表示通過(guò)圖18中S227到S229的操作，時(shí)間軸上的X-射線未照射期間；圖22為表示在圖12的治療/掃描控制器控制下進(jìn)行治療的另一過(guò)程的流程圖；圖23為與圖18中S228的另一操作有關(guān)的輔助圖；圖24為圖18中S228的另一操作的說(shuō)明圖；圖25表示葉片在圖24的CP1(95°)和CP5(98°)之間的關(guān)閉操作；圖26表示葉片在圖24的CP2(142°)和CP6(145°)之間的關(guān)閉操作；圖27表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3-1的集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖28為表示圖27中多葉片準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)的平面圖；圖29為表示實(shí)施例3-1中從預(yù)掃描到治療結(jié)束一系列流程的流程圖；圖30A為時(shí)序圖，表示實(shí)施例3-1中CT平均值隨預(yù)掃描開始和之后的時(shí)間的變化；圖30B為時(shí)序圖，表示實(shí)施例3-1中用于成像的第一掃描儀系統(tǒng)X-射線管的管電壓和電流隨時(shí)間的變化；圖30C為時(shí)序圖，表示實(shí)施例3-1中用于治療的第二掃描儀系統(tǒng)X-射線管的管電壓和電流隨時(shí)間的變化；圖31表示圖29的S303的一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI)；圖32A到32D表示圖30中預(yù)掃描開始時(shí)間t0到治療開始時(shí)間t1之間的時(shí)間內(nèi)，第一和第二掃描儀系統(tǒng)的X-射線照射狀態(tài)；圖33A到33D表示圖30中治療開始時(shí)間t1到治療結(jié)束時(shí)間t2之間的時(shí)間內(nèi)，第一和第二掃描儀系統(tǒng)的X-射線照射狀態(tài)；圖34表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3-2的集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)；圖35為表示實(shí)施例3-2中從預(yù)掃描開始到治療結(jié)束一系列流程的流程圖；圖36A、36B表示針對(duì)圖35的S321和S327，多葉片準(zhǔn)直器的孔徑；圖37A、37B為時(shí)序圖，表示在實(shí)施例3-2中，在預(yù)掃描開始時(shí)和開始后CT平均值，以及X-射線管管電壓和電流隨時(shí)間的變化；以及圖38A到38D表示實(shí)施例3-2中治療開始時(shí)刻到治療結(jié)束時(shí)刻之間的時(shí)間內(nèi)X-射線的照射狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖通過(guò)最佳實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的集中照射型放療設(shè)備。通常將用于治療的放射線稱為X-射線，不過(guò)不限于此。對(duì)于集中照射型放療設(shè)備，結(jié)合放射源相對(duì)對(duì)象(患者)的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)控制準(zhǔn)直器的孔徑，并將細(xì)窄的放射線恒定地集中到對(duì)象被治療部位上。因此，在治療設(shè)備中有選擇地以較高能量將治療作用施加給被治療部位，并使其他健康部位的曝光最小。此處，將描述放射源沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)的例子，不過(guò)放射源的移動(dòng)軌跡不限于此。
在本例中，集中照射型放療設(shè)備包括一與X-射線CT設(shè)備相同的基本結(jié)構(gòu)。與X-射線CT設(shè)備相同，集中照射型放療設(shè)備具有多種類型，如X-射線管與輻射探測(cè)器作為一個(gè)部件圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型，和其中大量探測(cè)裝置設(shè)置成環(huán)形，且僅X-射線管圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)的固定/旋轉(zhuǎn)型，本發(fā)明可應(yīng)用于任何一種類型。此處，將描述旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型。為了重建針對(duì)一個(gè)切片的層析X-射線圖像數(shù)據(jù)，需要對(duì)象一圈大約360°的投影數(shù)據(jù)。即使在半掃描方法中，也需要180°+扇角的投影數(shù)據(jù)。本發(fā)明適用于任何重建方法。此處，作為例子將描述時(shí)間分辨率較佳的半掃描方法。作為將入射X-射線轉(zhuǎn)換成電荷的機(jī)制，主要傾向于使用通過(guò)諸如閃爍物的熒光元件將X-射線轉(zhuǎn)換成光，然后通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置如光電二極管進(jìn)一步將光轉(zhuǎn)換成電荷的間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；和通過(guò)X-射線在半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，并將電子-空穴對(duì)移動(dòng)到電極中，即利用光電導(dǎo)現(xiàn)象的直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。雖然可使用任一系統(tǒng)作為X-射線探測(cè)裝置，不過(guò)此處描述前一種間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。近年來(lái)，其中多對(duì)X-射線管和X-射線探測(cè)器安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的所謂多管球形設(shè)備產(chǎn)品的商品化得到發(fā)展，并且外圍技術(shù)也得到發(fā)展。本發(fā)明適用于傳統(tǒng)的單管球形設(shè)備或多管球形設(shè)備。此處，將描述單管球形設(shè)備。
(第一實(shí)施例)圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例的集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)。該集中照射型放療設(shè)備包括一臺(tái)架1100。該臺(tái)架1100包括一設(shè)置成可以旋轉(zhuǎn)中心軸RA為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)1102。用于產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量放射線的X-射線管1101安裝到該旋轉(zhuǎn)環(huán)1102。X-射線管1101發(fā)出的X-射線通量的中心軸(X-射線中心軸)XC與旋轉(zhuǎn)中心軸RA相交成直角。多通道X-射線探測(cè)器1103安裝到旋轉(zhuǎn)環(huán)1102。將該多通道X-射線探測(cè)器1103設(shè)置成與該X-射線管1101相對(duì)。X-射線探測(cè)器1103包括單個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列或多個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列。一個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列包括沿以X-射線焦點(diǎn)為中心的圓弧設(shè)置的多個(gè)X-射線探測(cè)裝置。前者稱為用于單切片的X-射線探測(cè)器，后者稱為用于多切片或者二維陣列型X-射線探測(cè)器。
注意，假設(shè)旋轉(zhuǎn)中心軸RA為Z-軸，并定義以Z-軸為中心的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)。在這種情形中，將X-射線中心軸XC定義為Y-軸，并將與ZY-軸成直角的軸定義為X-軸。下面適當(dāng)使用這種XYZ軸。
多葉片準(zhǔn)直器1108設(shè)置在X-射線管1101與旋轉(zhuǎn)中心軸RA之間。實(shí)際上，多葉片準(zhǔn)直器1108固定于X-射線管1101的X-射線輻射窗。該多葉片準(zhǔn)直器1108是該治療設(shè)備所特有的一種組成裝置，并設(shè)置成可將X-射線管1101焦點(diǎn)發(fā)出的X-射線調(diào)整成可在任意位置具有任意形狀和尺寸。
如圖2A所示，多葉片準(zhǔn)直器1108包括多個(gè)葉片1201，1203。葉片1201，1203均為條形，在旋轉(zhuǎn)中心軸RA上的寬度為1mm。將各葉片設(shè)置成可平行于X-軸獨(dú)立地向前/向后移動(dòng)。沿Z-軸設(shè)置多個(gè)葉片1201，1203。葉片1201，1203相對(duì)X-軸彼此相鄰設(shè)置，構(gòu)成一對(duì)。在圖2A中，表示出9對(duì)。
相對(duì)Z-軸位于中間的至少一對(duì)葉片1203的X-射線透射率與設(shè)置在每一側(cè)的四對(duì)其他葉片1201不同，如圖2C所示。將X-射線透射率定義為透射X-射線劑量Iout與入射X-射線劑量Iin之比(Iout/Iin)。相對(duì)兩側(cè)的葉片1201具有表示零或近似零值的X-射線透射率。相對(duì)兩側(cè)的葉片1201基本上阻擋了X-射線。另一方面，中間葉片1203的X-射線透射率高于相對(duì)兩側(cè)的葉片1201的透射率，在該處X-射線并非無(wú)任何衰減地透過(guò)，即透射率大于0且小于1.0。從而，如圖2D所示，兩個(gè)中間葉片1203沒有完全阻擋X-射線，并具有根據(jù)X-射線透射率和入射X-射線劑量透過(guò)被衰減成較低劑量X-射線的功能。將兩個(gè)中間葉片1203的X-射線透射率設(shè)計(jì)成，使透過(guò)的X-射線劑量滿足成像時(shí)的安全標(biāo)準(zhǔn)，并基本滿足成像時(shí)常用的計(jì)量。
如圖2B所示，相對(duì)側(cè)的葉片1201具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中將一由具有高衰減系數(shù)，并且具有獲得零或近似零X-射線透射率所必須的厚度的諸如鉛構(gòu)成的遮擋板1205，粘貼到例如鐵板1207，用于補(bǔ)償硬度。另一方面，中間葉片1203具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中將由衰減系數(shù)小于鉛的諸如Mo的材料構(gòu)成的板(漫射板)1209粘貼到同一鐵板1207上。對(duì)于普通運(yùn)動(dòng)機(jī)制，葉片1203的漫射板1209最好與葉片1201的遮擋板1205具有相同厚度。
注意，漫射板1209和遮擋板1205不必必須由不同材料構(gòu)成。例如，可由含鉛合金構(gòu)成各個(gè)板，并且可以將漫射板1209中鉛的組份比設(shè)計(jì)成小于遮擋板1205，獲得葉片1201與1203的上述X-射線透射率關(guān)系?；蛘?，如圖3A，3B所示，遮擋板1205為例如鉛板，葉片1203的漫射板1213也為相同材料的鉛板，不過(guò)將葉片1203的漫射板1213形成為比遮擋板1205薄，從而可以獲得葉片1201與1203之間的該X-射線透射率關(guān)系。
在上面的描述中，具有高X-射線透射率的葉片1203構(gòu)成一個(gè)中間對(duì)，不過(guò)如圖4所示，相對(duì)兩側(cè)的多個(gè)中間葉片，此處為3個(gè)，即具有高X-射線透射率的葉片1203也可以構(gòu)成多個(gè)中間對(duì)，此處為三對(duì)。
返回圖1。X-射線探測(cè)器1103與通常稱作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的數(shù)據(jù)采集電路1104相連。數(shù)據(jù)采集電路1104具有將X-射線探測(cè)器1103每個(gè)通道的輸出(電流信號(hào))轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，放大該信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的作用。DAS 1104經(jīng)由非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置1105與預(yù)處理器1106相連，預(yù)處理用于校正DAS輸出通道之間的非均勻性，非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置1105中的介質(zhì)為光和磁。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)(投影數(shù)據(jù))保存在輔助存儲(chǔ)裝置1112中。
輔助存儲(chǔ)裝置1112通過(guò)數(shù)據(jù)/控制總線與系統(tǒng)控制器1111相連。該系統(tǒng)控制器1111通過(guò)該數(shù)據(jù)/控制總線與圖像重建裝置1114，顯示裝置1116，輸入裝置1115，治療計(jì)劃系統(tǒng)1113和治療/掃描控制器1110相連。圖像重建裝置1114根據(jù)投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。該輸入裝置1115包括諸如鼠標(biāo)的定位裝置，鍵盤和X-射線照射緊急停止按鈕。治療計(jì)劃系統(tǒng)1113在X-射線輸出劑量特性曲線數(shù)據(jù)和層析X-射線圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算放射線的內(nèi)部劑量分布。該治療計(jì)劃系統(tǒng)1113計(jì)算多葉片準(zhǔn)直器1108的孔徑與通過(guò)輸入裝置1115設(shè)置的X-射線管相對(duì)被治療區(qū)域的旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。治療計(jì)劃系統(tǒng)1113除治療以外還包括另一支撐功能，以便進(jìn)行最適宜照射。治療/掃描控制器1110控制臺(tái)架1100和高壓發(fā)生器1109，從而遵從治療計(jì)劃系統(tǒng)1113設(shè)計(jì)的治療方案進(jìn)行治療。
圖5表示第一實(shí)施例的治療過(guò)程所需的一系列操作的流程。在治療之前，首先在治療/掃描控制器1110的控制下進(jìn)行掃描(S101)。掃描是一種用于獲得對(duì)象的內(nèi)部層析X-射線圖像數(shù)據(jù)的操作，且與治療的最大不同在于X-射線管1101產(chǎn)生的X-射線劑量較低。從而，治療/掃描控制器1110將與相對(duì)較低管電壓和電流相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給高壓發(fā)生器1109。治療/掃描控制器1110提供相對(duì)于多葉片準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)裝置110完全打開中間葉片1203成最大孔徑，并完全關(guān)閉其它葉片1201所需的控制信號(hào)。在這種狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)環(huán)1102連續(xù)旋轉(zhuǎn)，連續(xù)或間隙地輻射出X-射線，探測(cè)器1103以預(yù)定取樣頻率重復(fù)檢測(cè)所透過(guò)的X-射線。
圖像重建裝置1114根據(jù)掃描采集的投影數(shù)據(jù)重建層析X-射線圖像數(shù)據(jù)(S102)。在顯示裝置1116中顯示該層析X-射線圖像。圖6表示所顯示的一例層析X-射線圖像。在該圖像上，操作員通過(guò)輸入裝置1115的操作勾勒出被治療區(qū)域的外形。因此，設(shè)定由斜線表示的被治療區(qū)域(S103)。
基于所設(shè)定的被治療區(qū)域的位置、尺寸和形狀，治療計(jì)劃系統(tǒng)1113針對(duì)X-射線管1101的每個(gè)微小旋轉(zhuǎn)角計(jì)算多葉片準(zhǔn)直器1108各葉片1201，1203的孔徑(S104)。注意，將葉片1201，1203的孔徑定義為距離中心線的移動(dòng)距離。在獨(dú)立設(shè)置葉片1201，1203的孔徑時(shí)，可根據(jù)被治療區(qū)域的外形設(shè)計(jì)孔徑。
通過(guò)這些操作，雖然沒有表示出，不過(guò)完成了治療時(shí)照射條件的設(shè)定，并且初始設(shè)定各葉片1201，1203的孔徑(S105)。之后，在任意時(shí)刻可以開始治療(S106)。治療/掃描控制器1110提供與相對(duì)較高管電壓和電流相應(yīng)的控制信號(hào)，用用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線進(jìn)行曝光。在這種狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)環(huán)1102連續(xù)旋轉(zhuǎn)，連續(xù)照射高劑量用于治療的X-射線，并且根據(jù)X-射線管1101的旋轉(zhuǎn)角動(dòng)態(tài)改變前面計(jì)算出的各葉片1201，1203的孔徑(S107)。因此，如圖7A，7B，7C，7D所示，在旋轉(zhuǎn)期間，用根據(jù)被治療區(qū)域外形由準(zhǔn)直器1108的孔徑調(diào)整成的細(xì)X-射線，以高劑量光束形式恒定照射被治療區(qū)域。
在治療期間，從X-射線管1101發(fā)出的高劑量X-射線無(wú)衰減地穿過(guò)準(zhǔn)直器1108的孔徑。此外，該射線被中間X-射線透射率不為零的葉片1203衰減，并透過(guò)葉片1203。用通過(guò)衰減得到的低劑量X-射線和用于治療的高劑量X-射線照射對(duì)象，并用X-射線探測(cè)器1103探測(cè)透過(guò)該對(duì)象的X-射線。從而，采集到投影數(shù)據(jù)(S108)。注意，通過(guò)多葉片準(zhǔn)直器1108用高劑量X-射線照射對(duì)象，通過(guò)該對(duì)象衰減并透過(guò)的X-射線同樣具有相對(duì)較高劑量。另一方面，通過(guò)多葉片準(zhǔn)直器1108的中間葉片1203用低劑量X-射線照射對(duì)象，通過(guò)該對(duì)象衰減并透過(guò)的X-射線也具有相對(duì)較低劑量。此處，通過(guò)與掃描過(guò)程同樣的方式，在較低劑量X-射線的基礎(chǔ)上設(shè)置探測(cè)器1103和DAS1104的動(dòng)態(tài)范圍。因此，相對(duì)較高劑量的X-射線使該動(dòng)態(tài)范圍飽和，并被探測(cè)為該范圍的最大值。
圖像重建裝置1114在針對(duì)+α的一組投影數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上重建層析X-射線圖像數(shù)據(jù)(S109)。這種重建過(guò)程為實(shí)時(shí)過(guò)程。即，圖像重建裝置1114基本上在產(chǎn)生用于治療的放射線的同時(shí)實(shí)時(shí)重建層析X-射線圖像數(shù)據(jù)。所重建的層析X-射線圖像數(shù)據(jù)立即顯示在顯示裝置1116上(S110)。在治療過(guò)程中旋轉(zhuǎn)180°+α角度范圍所需的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)這種重建和顯示操作，從而將包括被治療區(qū)域在內(nèi)的剖面形狀成像成動(dòng)態(tài)圖像。
圖8表示所顯示的一例層析X-射線圖像。如上所述，通過(guò)多葉片準(zhǔn)直器1108的孔徑照射的X-射線具有較高劑量，從而將該劑量探測(cè)為X-射線探測(cè)器1103和數(shù)據(jù)采集電路1104動(dòng)態(tài)范圍的最大值。因此，最大密度地對(duì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)而集中的X-射線區(qū)域(集中區(qū)域)進(jìn)行成像。另一方面，通過(guò)多葉片準(zhǔn)直器1108中間葉片1203照射的X-射線具有較低劑量，可有效使用探測(cè)器1103和DAS1104的動(dòng)態(tài)范圍，并且可以對(duì)反映X-射線吸收系數(shù)差異的組織形態(tài)進(jìn)行成像。操作員將表示最深的部位確定為X-射線集中的區(qū)域(集中區(qū)域)。與該區(qū)域同時(shí)，可以觀察出并非與該集中區(qū)域的區(qū)域的組織形態(tài)。
此處，在治療期間，集中區(qū)域有時(shí)會(huì)偏離被治療區(qū)域，這是因?yàn)閷?duì)象身體的運(yùn)動(dòng)。圖9表示這種情形的一例層析X-射線圖像。顏色較深處集中區(qū)域顯示成黑色。此外，可以看出被治療區(qū)域的圖像偏離該集中區(qū)域，并被反射。根據(jù)該圖像，操作員確定被治療區(qū)域相對(duì)集中區(qū)域的偏離程度，并按下輸入裝置1115的照射緊急停止按鈕。在該照射緊急停止按鈕的動(dòng)作之后，治療/掃描控制器1110識(shí)別出已經(jīng)輸入緊急停止命令(S111)，并進(jìn)行緊急情況下停止用X-射線照射對(duì)象所必須的測(cè)量(S112)。通常，在緊急情況下停止從高壓發(fā)生器1109將管電壓施加給X-射線管1101，并停止輸送管電流。不過(guò)，當(dāng)X-射線管1101包括快門裝置取代停止施加管電壓和提供管電流，或者在停止施加管電壓和提供管電流的同時(shí)，可以關(guān)閉快門應(yīng)對(duì)緊急停止。
注意，即使被治療區(qū)域的位置偏離集中區(qū)域，且位置偏離較小，或者解決了位置偏離，且存在返回初始位置的趨勢(shì)，最好如同沒有緊急停止那樣繼續(xù)治療。在這種情形中，操作員基本指出偏離高密度集中區(qū)域，且可在層析X-射線圖像上部分視覺識(shí)別出的被治療區(qū)域的中心位置。因此，立即由治療計(jì)劃系統(tǒng)1113重新計(jì)算葉片1201，1203的孔徑，并且根據(jù)計(jì)算結(jié)果可將處理過(guò)程轉(zhuǎn)到孔徑控制。
當(dāng)層析X-射線圖像上不產(chǎn)生被治療區(qū)域相對(duì)集中區(qū)域的位置偏離，或者位置偏離比較微小時(shí)，不輸入緊急停止命令。重復(fù)步驟S107到S111，直到在S113中滿足治療結(jié)束條件。當(dāng)在S113中滿足治療結(jié)束條件時(shí)，結(jié)束治療(S114)。
通過(guò)這種方式，根據(jù)本實(shí)施例，在治療期間將被治療區(qū)域顯示為形態(tài)圖像加上周圍組織的形態(tài)。此外，由于在圖像上照射集中區(qū)域顯示為較深，可立即監(jiān)控該區(qū)域與圖像之間的位置偏離，如果需要可進(jìn)行緊急停止。從而，可增強(qiáng)治療時(shí)的安全性。
注意，在以上描述中，中間葉片1203的X-射線透射率高于構(gòu)成多葉片準(zhǔn)直器1108的葉片中的其他葉片1201。這是為了實(shí)現(xiàn)形態(tài)成像，避免動(dòng)態(tài)區(qū)域飽和，并減小被治療區(qū)域以外正常區(qū)域的曝光。通過(guò)使多葉片準(zhǔn)直器1108中間葉片1215的寬度小于另外葉片1201，如圖10A，10B中所示，也可以實(shí)現(xiàn)相同目的。在用于治療的X-射線劑量基礎(chǔ)上確定兩個(gè)中間葉片1215的寬度，使透過(guò)該寬度狹縫的X-射線劑量不使動(dòng)態(tài)范圍飽和，且滿足成像時(shí)的安全性標(biāo)準(zhǔn)，并大體上滿足成像時(shí)的常用劑量。
中間葉片1215的板1219由與另一葉片1201的遮擋板1205相同的材料構(gòu)成，如鉛，厚度相同。在該實(shí)施例中，中間葉片1215的X-射線透射率為零，等同于另一葉片1201具有遮擋性。
在治療時(shí)，完全打開中間葉片1215。因?yàn)闇p小了中間葉片1215的寬度，通過(guò)該狹縫整形為較細(xì)，透過(guò)該對(duì)象，并入射在探測(cè)器1103上的X-射線具有較低劑量，沒有使探測(cè)器1103和DAS 1104的動(dòng)態(tài)范圍飽和。因此，可以保證對(duì)被治療區(qū)域和周圍組織的形態(tài)進(jìn)行成像。當(dāng)治療過(guò)程中不需要圖像監(jiān)視器時(shí)，根據(jù)被治療區(qū)域控制中間葉片1215的孔徑，從而可以避免不必要的曝光。此外，當(dāng)治療過(guò)程中完全打開中間葉片1215，監(jiān)測(cè)圖像時(shí)，可以使用旋轉(zhuǎn)環(huán)1102相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心軸RA傾斜的結(jié)構(gòu)，以減小正常區(qū)域的曝光。
可以如圖11A，11B所示改進(jìn)該實(shí)施例。即，構(gòu)成多葉片準(zhǔn)直器1108的所有葉片可以由具有相同較小寬度的中間葉片1215構(gòu)成。在這種情形中，可由非治療區(qū)域的外形近似準(zhǔn)直器孔徑。
(第二實(shí)施例)圖12表示本發(fā)明第二實(shí)施例集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)。該集中照射型放療設(shè)備包括一臺(tái)架2100。該臺(tái)架2100包括一設(shè)置成可以旋轉(zhuǎn)中心軸RA為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)2102。用于產(chǎn)生相對(duì)較高劑量用于治療的放射線的X-射線管2101與旋轉(zhuǎn)中心軸RA相對(duì)安裝到該旋轉(zhuǎn)環(huán)2102，即安裝在X-射線管2101發(fā)出的X-射線通量的中心軸(X-射線中心軸)XC與旋轉(zhuǎn)中心軸RA成直角的位置。多通道X-射線探測(cè)器2103安裝到旋轉(zhuǎn)環(huán)2102上，相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心軸RA與X-射線管2101相對(duì)的位置。多通道X-射線探測(cè)器2103包括沿與旋轉(zhuǎn)中心軸RA和X-射線中心軸XC大體上成直角的方向，實(shí)際上沿以X-射線焦點(diǎn)為中心的圓弧設(shè)置的多個(gè)X-射線探測(cè)裝置。X-射線探測(cè)器2103包括單個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列或多個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列。前者稱為用于單切片的X-射線探測(cè)器，后者稱為用于多切片或者二維陣列型X-射線探測(cè)器。
注意，假設(shè)旋轉(zhuǎn)中心軸RA為Z-軸，并用XY坐標(biāo)系統(tǒng)定義以Z-軸為中心的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)。在這種情形中，將X-射線中心軸XC定義為Y-軸，并將與ZY-軸相交成直角的軸定義為X-軸。下面適當(dāng)使用這種XYZ軸。
可移動(dòng)多葉片準(zhǔn)直器2108設(shè)置在X-射線管2101與旋轉(zhuǎn)中心軸RA之間。實(shí)際上，多葉片準(zhǔn)直器2108固定于X-射線管2101的X-射線照射窗。該多葉片準(zhǔn)直器2108是該治療設(shè)備所特有的一種組成裝置，并設(shè)置成可將X-射線管2101焦點(diǎn)發(fā)出的X-射線調(diào)整成在任意位置具有任意形狀和尺寸。
如圖13所示，多葉片準(zhǔn)直器2108包括多個(gè)葉片2201，每個(gè)葉片設(shè)置成可沿X-軸向前/向后移動(dòng)，并且每個(gè)葉片為旋轉(zhuǎn)中心軸RA上厚度為1mm的條形。實(shí)際上，假設(shè)X-射線中心軸XC為中心線，兩個(gè)葉片2201構(gòu)成一對(duì)，經(jīng)由中心線在兩側(cè)打開。此處并列設(shè)置多對(duì)葉片，即9對(duì)。
X-射線探測(cè)器2103與通常稱作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的數(shù)據(jù)采集電路2104相連。數(shù)據(jù)采集電路2104具有將X-射線探測(cè)器2103每個(gè)通道的輸出(電流信號(hào))轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，放大該信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的作用。DAS 2104經(jīng)由非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置2105與預(yù)處理器2106相連，預(yù)處理用于校DAS輸出通道之間的非均勻性，非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置2105中的介質(zhì)為光和磁。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)(投影數(shù)據(jù))保存在輔助存儲(chǔ)裝置2112中。
輔助存儲(chǔ)裝置2112通過(guò)數(shù)據(jù)/控制總線與系統(tǒng)控制器2111相連。該系統(tǒng)控制器2111通過(guò)該數(shù)據(jù)/控制總線與圖像重建裝置2114，顯示裝置2116，輸入裝置2115，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113和治療/掃描控制器2110相連。圖像重建裝置2114根據(jù)投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。該輸入裝置2115包括諸如鼠標(biāo)的定位裝置和鍵盤。該治療計(jì)劃系統(tǒng)2113準(zhǔn)備治療方案。治療/掃描控制器2110控制臺(tái)架2100和高壓發(fā)生器2109，從而遵從治療方案進(jìn)行治療。
治療計(jì)劃系統(tǒng)2113具有在X-射線輸出劑量特性曲線數(shù)據(jù)和層析X-射線圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算放射線內(nèi)部劑量分布的功能。治療計(jì)劃系統(tǒng)2113包括計(jì)算多葉片準(zhǔn)直器2108的孔徑與通過(guò)輸入裝置2115設(shè)定的X-射線管相對(duì)被治療區(qū)域的旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。此外，該治療計(jì)劃系統(tǒng)2113包括與以可兼容方式獲得治療效率和曝光減小有關(guān)的本實(shí)施例所特有的功能。
在本實(shí)施例中，為了同時(shí)以兼容方式獲得治療效率和曝光減小，在X-射線管2101圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)一次的一段時(shí)間內(nèi)暫停用X-射線照射該對(duì)象。治療計(jì)劃系統(tǒng)2113包括確定與暫停用X-射線照射相應(yīng)的那部分旋轉(zhuǎn)時(shí)間(下面將該部分時(shí)間稱為照射暫停時(shí)間，X-射線未照射時(shí)間或照射限制時(shí)間)的功能。下面將描述該功能。
圖14表示確定X-射線未照射時(shí)間的過(guò)程。首先，用相對(duì)較低劑量掃描對(duì)象，并采集重建X-射線層析圖像數(shù)據(jù)所需的例如180°+α°的投影數(shù)據(jù)(S201)。在圖像重建裝置2114中，在所采集的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上重建層析X-射線圖像數(shù)據(jù)(S202)，并在顯示裝置2116中顯示。注意，所顯示的圖像中心與顯示坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)相同，并相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)中心軸RA。
如圖15所示，操作員(外科手術(shù)員)通過(guò)輸入裝置2115在所顯示的層析X-射線圖像被治療區(qū)域上指定一點(diǎn)P1，并在重要區(qū)域中另外指定一點(diǎn)P2(S203)。注意，可相對(duì)多個(gè)重要區(qū)域指定多個(gè)點(diǎn)。重要區(qū)域具有相對(duì)較高的X-射線靈敏度(X-射線吸收系數(shù))，并且是一種受X-射線照射曝光影響相對(duì)較大的區(qū)域，且該區(qū)域的典型例子包括骨頭，腺系統(tǒng)和睪丸。
在本實(shí)施例中，當(dāng)限制用X-射線直接照射重要區(qū)域時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要區(qū)域的曝光減少。當(dāng)限制用X-射線直接照射時(shí)，在對(duì)重要區(qū)域曝光減少的同時(shí)取得了抑制治療效率降低的作用。也就是，在治療過(guò)程中，X-射線管2101沿圓周軌道移動(dòng)。在沿軌道運(yùn)行過(guò)程中，重要區(qū)域處于X-射線管2101與被治療區(qū)域之間，存在被治療區(qū)域完全或部分隱藏在重要區(qū)域X-射線陰影后的部分時(shí)間。
在該部分時(shí)間內(nèi)，用被重要區(qū)域大大衰減的X-射線照射被治療區(qū)域。從而，實(shí)際到達(dá)被治療區(qū)域的X-射線劑量與患者的X-射線輻射劑量的比值，即治療效率降低。當(dāng)在該部分時(shí)間中限制用X-射線照射時(shí)，可以避免治療效率降低。
治療計(jì)劃系統(tǒng)2113從圖像的被治療區(qū)域上指定的作為起點(diǎn)的一點(diǎn)P1開始擴(kuò)大搜索周圍像素，對(duì)CT值施行閾值處理，或者執(zhí)行現(xiàn)有的區(qū)域提取過(guò)程，如微分過(guò)程，提取出被治療的區(qū)域(S204)。同樣，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113從圖像的重要區(qū)域上指定的作為起點(diǎn)的一點(diǎn)P2開始，提取出重要區(qū)域。
然后，如圖16所示，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113計(jì)算出外接所提取出的被治療區(qū)域的圓(外接圓)(S205)。同樣，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113計(jì)算出外接所提取出的重要區(qū)域的圓(外接圓)。治療計(jì)劃系統(tǒng)2113基于被治療區(qū)域外接圓的半徑和位置，計(jì)算針對(duì)X-射線管2101每個(gè)微旋轉(zhuǎn)角，多葉片準(zhǔn)直器2108中各葉片2201的孔徑。注意，將葉片2201的孔徑定義為距離準(zhǔn)直器2108中心線的移動(dòng)距離。當(dāng)設(shè)定每個(gè)葉片2201針對(duì)各個(gè)旋轉(zhuǎn)角的孔徑時(shí)，在X-射線管2101移動(dòng)軌道的每個(gè)位置處，X-射線均對(duì)準(zhǔn)被治療區(qū)域，并且可將照射集中在被治療區(qū)域上。
此后，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113計(jì)算同時(shí)與被治療區(qū)域和重要區(qū)域外接圓相切的切線T1，T2，T3，T4(S206)。用于計(jì)算與兩個(gè)圓相切的切線的方法是已知的，并且通過(guò)求解下面的聯(lián)立方程，可得出切線。注意，假設(shè)被治療區(qū)域的外接圓中心位置為(a1，b1)，被治療區(qū)域的外接圓外徑為r1，重要區(qū)域的外接圓中心位置為(a2，b2)，重要區(qū)域的外接圓半徑為r2。還假設(shè)所獲得的切線斜率為m，截距為β。
(m·a1-b1+β)2＝r1·(1+m)(m·a2-b2+β)2＝r2·(1+m)根據(jù)S206中計(jì)算出的四條切線T1，T2，T3，T4，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113選擇兩條在被治療區(qū)域外接圓與重要區(qū)域外接圓之間，或者在被治療區(qū)域和重要區(qū)域上所指定的點(diǎn)P1與P2之間彼此相交的切線T1，T2(S207)。如從圖17可知，一條切線T1表示被治療區(qū)域開始進(jìn)行重要區(qū)域X-射線陰影的邊界線，而另一切線T2表示被治療區(qū)域完全離開重要區(qū)域X-射線陰影的邊界線。
此外，計(jì)算出所選擇的兩條切線T1，T2與X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)軌道相交的四個(gè)點(diǎn)CP1，CP2，CP3，CP4(S208)。從四個(gè)點(diǎn)CP1，CP2，CP3，CP4中選擇出兩個(gè)最靠近重要區(qū)域中心位置的點(diǎn)CP1，CP2(S209)。計(jì)算出兩個(gè)所選擇點(diǎn)CP1，CP2的起點(diǎn)，即圍繞旋轉(zhuǎn)中心軸RA的角度(S210)。例如，計(jì)算出交點(diǎn)CP1的旋轉(zhuǎn)角度為95°，而計(jì)算出交點(diǎn)CP2的旋轉(zhuǎn)角度為145°。治療計(jì)劃系統(tǒng)2113將所計(jì)算出的95°到145°角度范圍設(shè)定為X-射線未照射部分或X-射線限制部分(S211)。
圖18表示治療/掃描控制2110的治療操作過(guò)程。首先，治療/掃描控制器2110將準(zhǔn)直器2108每個(gè)葉片的孔徑設(shè)定為初始狀態(tài)(S221)。例如，當(dāng)照射起始角度為0°時(shí)，將每個(gè)葉片的孔徑設(shè)定為相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)角度0°的孔徑。
治療/掃描控制器2110將觸發(fā)信號(hào)提供給旋轉(zhuǎn)環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)。旋轉(zhuǎn)環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置開始旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)環(huán)2102。當(dāng)旋轉(zhuǎn)環(huán)2102的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定速度時(shí)，該旋轉(zhuǎn)環(huán)驅(qū)動(dòng)裝置保持一定旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)X-射線管2101到達(dá)0°照射起始角度時(shí)，該治療/掃描控制器2110將X-射線產(chǎn)生控制信號(hào)發(fā)送給高壓發(fā)生器2109。X-射線產(chǎn)生控制信號(hào)與所設(shè)計(jì)的照射條件相應(yīng)。
因此，由高壓發(fā)生器2109在陰極與陽(yáng)極之間將管電壓施加給X-射線管2101，提供燈絲電流，管電流流動(dòng)，并由X-射線管2101產(chǎn)生具有所設(shè)計(jì)劑量和照射質(zhì)量的X-射線(S222)。繼續(xù)產(chǎn)生X-射線直到在S224中滿足治療計(jì)劃階段預(yù)先確定的治療結(jié)束條件為止。當(dāng)滿足治療計(jì)劃階段中該預(yù)定結(jié)束條件時(shí)，治療/掃描控制器2110將X-射線管2101停止產(chǎn)生X-射線所需的控制信號(hào)發(fā)送給高壓發(fā)生器2109。因此，停止從高壓發(fā)生器2109向X-射線管2101施加管電壓和提供管電流，停止產(chǎn)生X-射線(S225)。
在治療期間，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113根據(jù)包括旋轉(zhuǎn)編碼器(未示出)在內(nèi)的角度探測(cè)器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)確定的X-射線管2101不斷改變的旋轉(zhuǎn)角，將控制信號(hào)發(fā)送給多葉片準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)裝置2107，動(dòng)態(tài)改變多葉片準(zhǔn)直器2108中每個(gè)葉片的孔徑(S226)。從而，如圖19A，19B，19C，19D所示，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，根據(jù)被治療區(qū)域外接圓被準(zhǔn)直器2108的孔徑調(diào)整成較細(xì)光束形式的高劑量X-射線總對(duì)準(zhǔn)被治療區(qū)域，實(shí)現(xiàn)集中治療。
在治療期間，如圖20所示，當(dāng)X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角達(dá)到預(yù)先設(shè)置的非照射區(qū)域的起點(diǎn)(相應(yīng)于CP1為95°)時(shí)(S227)，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113控制多葉片準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)裝置2107，將準(zhǔn)直器2108所有葉片2201的孔徑設(shè)置為零，即關(guān)閉所有葉片2201(S228)。由于葉片2201由鉛制成，并具有遮擋性，關(guān)閉所有葉片2201，利用快門效果停止用X-射線照射被治療區(qū)域。
注意，可以在患者與X-射線管2101之間設(shè)置包括兩片或多片的快門裝置，如同在X-射線管2101與準(zhǔn)直器2108之間，關(guān)閉快門而不是關(guān)閉多葉片準(zhǔn)直器2108的所有葉片2201。與多葉片準(zhǔn)直器2108的葉片2201相比，快門可更迅速地打開/關(guān)閉。
持續(xù)其中多葉片準(zhǔn)直器2108所有葉片2201均關(guān)閉的狀態(tài)，直至X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角達(dá)到預(yù)先設(shè)定的非照射區(qū)域的終點(diǎn)(相應(yīng)于CP2為145°)(S229)。當(dāng)X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角到達(dá)該預(yù)先確定的非照射區(qū)域的端點(diǎn)(145°)時(shí)，將多葉片準(zhǔn)直器2108的所有葉片2201打開成與145°旋轉(zhuǎn)角一致的孔徑，并恢復(fù)用X-射線照射被治療區(qū)域。
圖21表示X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角隨時(shí)間的改變。在治療過(guò)程中，X-射線管2101反復(fù)沿旋轉(zhuǎn)軌道在0°到360°之間旋轉(zhuǎn)多次。在該旋轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，在與X-射線管2101從145°運(yùn)動(dòng)到95°的區(qū)域相應(yīng)的部分時(shí)間內(nèi)限制用X-射線照射對(duì)象(患者)。
注意，“限制X-射線照射”定義為與不限制X-射線照射的時(shí)間相比，對(duì)患者的照射劑量下降。這包括如上所述完全停止X-射線照射(將照射在患者上的劑量減小到基本為零值)和將照射在患者上的劑量減小到曝光影響幾乎沒有的接近于零值的程度。
為了在部分時(shí)間內(nèi)限制X-射線照射，上面關(guān)閉了所有葉片2201。為了在部分時(shí)間內(nèi)限制X-射線照射，也可以暫停X-射線本身的產(chǎn)生。
圖22表示操作過(guò)程。在圖22中，用相同附圖標(biāo)記表示與圖18的步驟相同的步驟。當(dāng)在S227中X-射線管2101到達(dá)非照射區(qū)域的起點(diǎn)(相應(yīng)于CP1為95°)時(shí)，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113將X-射線管暫停產(chǎn)生X-射線的控制信號(hào)發(fā)送給高壓發(fā)生器2109(S230)。具體來(lái)說(shuō)，受到控制的高壓發(fā)生器2109停止施加管電壓，并繼續(xù)提供燈絲電流。正如眾所周知的，燈絲電流加熱燈絲，相應(yīng)地促進(jìn)了熱電子的產(chǎn)生。在產(chǎn)生暫停期間，當(dāng)繼續(xù)提供燈絲電流時(shí)，可防止燈絲溫度下降，并保持燈絲的高溫狀態(tài)和維持熱電子的產(chǎn)生。當(dāng)停止提供燈絲電流時(shí)，即使恢復(fù)提供燈絲電流，也會(huì)產(chǎn)生加熱燈絲引起的延遲時(shí)間，直至恢復(fù)產(chǎn)生X-射線。不過(guò)，當(dāng)在產(chǎn)生暫停期間也繼續(xù)提供燈絲電流時(shí)，可保持燈絲的高溫狀態(tài)，相應(yīng)地恢復(fù)施加管電壓可立即無(wú)任何延遲地恢復(fù)產(chǎn)生X-射線。
繼續(xù)停止施加管電壓直至X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角達(dá)到預(yù)先設(shè)定的非照射區(qū)域終點(diǎn)(相應(yīng)于CP2為145°)的狀態(tài)(S229)。當(dāng)X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)角達(dá)到預(yù)先設(shè)定的非照射區(qū)域終點(diǎn)(145°)時(shí)，恢復(fù)施加管電壓(S231)，并且恢復(fù)產(chǎn)生X-射線，從而恢復(fù)用X-射線照射被治療區(qū)域。
通過(guò)這種方式，根據(jù)本發(fā)明，在治療期間重要區(qū)域進(jìn)入到X-射線管2101與被治療區(qū)域之間，并且在被治療區(qū)域進(jìn)入重要區(qū)域X-射線陰影中的局部區(qū)域或時(shí)間中暫停用X-射線照射患者。從而，可以可兼容地實(shí)現(xiàn)被治療區(qū)域的治療效率和對(duì)患者的曝光量減少。
注意，如上所述，在從被治療區(qū)域開始進(jìn)入重要區(qū)域X-射線陰影中的邊界線T1的角度(例如95°)，到被治療區(qū)域完全離開重要區(qū)域X-射線陰影的邊界線T2的角度(例如145°)的區(qū)域中，暫停X-射線照射。不過(guò)，在被治療區(qū)域開始進(jìn)入重要區(qū)域X-射線陰影中的邊界線T1的角度(95°)開始到被治療區(qū)域完全進(jìn)入重要區(qū)域X-射線陰影的微小區(qū)域中，和被治療區(qū)域開始離開重要區(qū)域X-射線陰影直到被治療區(qū)域完全離開重要區(qū)域X-射線陰影的邊界線T2的角度(145°)的微小區(qū)域中，可控制X-射線的扇角，用X-射線局部照射被治療區(qū)域。從而，當(dāng)在這些微小區(qū)域內(nèi)用X-射線均勻局部照射被治療區(qū)域時(shí)，可以進(jìn)一步提高治療效率。
圖23表示該微小區(qū)域。首先，可將從被治療區(qū)域開始進(jìn)入重要區(qū)域X-射線陰影中開始到該被治療區(qū)域完全進(jìn)入重要區(qū)域陰影為止的微小區(qū)域(開始照射限制時(shí)間)設(shè)定為從邊界線T1與旋轉(zhuǎn)軌道的交點(diǎn)CP1到切線T2與旋轉(zhuǎn)軌道的交點(diǎn)CP5的區(qū)域。同樣，可將從被治療區(qū)域開始離開重要區(qū)域X-射線陰影開始到被治療區(qū)域完全離開重要區(qū)域X-射線陰影為止的微小區(qū)域(照射限制時(shí)間的終止時(shí)間)設(shè)定為從切線T4與旋轉(zhuǎn)軌道的交點(diǎn)CP6到邊界線T2與旋轉(zhuǎn)軌道的交點(diǎn)CP2的區(qū)域。
通過(guò)與CP1，CP2相同的方式，對(duì)于交點(diǎn)CP5，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113獲得切線T2與旋轉(zhuǎn)軌道的兩個(gè)交點(diǎn)，選擇重要區(qū)域中間位置附近的那個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出所選擇交點(diǎn)CP5的角度為例如98°。同樣，對(duì)于交點(diǎn)CP6，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113獲得切線T4與旋轉(zhuǎn)軌道的兩個(gè)交點(diǎn)，選擇重要區(qū)域中心位置附近的那個(gè)點(diǎn)，并計(jì)算出所選擇交點(diǎn)CP5的角度為例如142°。
治療計(jì)劃系統(tǒng)2113根據(jù)X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)改變多葉片準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)裝置2107。當(dāng)X-射線管2101到達(dá)圖24中所示初始區(qū)域的起點(diǎn)(95°)時(shí)，多葉片準(zhǔn)直器2108的葉片開始關(guān)閉。隨著X-射線管2101的旋轉(zhuǎn)，葉片孔徑逐漸關(guān)閉。當(dāng)X-射線管2101到達(dá)該區(qū)域的終點(diǎn)(98°)時(shí)，準(zhǔn)直器2108的各個(gè)葉片完全關(guān)閉。
注意，如上所述，設(shè)置成彼此相比構(gòu)成一對(duì)的葉片，僅關(guān)閉該對(duì)葉片中的一片，且該葉片相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置在前面。在該初始區(qū)域起點(diǎn)(95°)處相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向朝后的葉片保持孔徑不變。
治療計(jì)劃系統(tǒng)2113在從初始區(qū)域終點(diǎn)(98°)到下一區(qū)域起點(diǎn)(142°)的區(qū)域中保持多葉片準(zhǔn)直器2108的每個(gè)葉片處于完全關(guān)閉狀態(tài)。
此外，當(dāng)X-射線管2101到達(dá)下一區(qū)域的終點(diǎn)(142°)時(shí)，如圖26所示，治療計(jì)劃系統(tǒng)2113控制多葉片準(zhǔn)直器驅(qū)動(dòng)裝置2107，稍稍打開多葉片準(zhǔn)直器2108每個(gè)葉片的孔徑，隨著葉片2201的旋轉(zhuǎn)過(guò)程逐漸打開葉片，并在到達(dá)下一區(qū)域的終點(diǎn)(145°)時(shí)，根據(jù)下一區(qū)域的終點(diǎn)(145°)打開多葉片準(zhǔn)直器2108的各個(gè)葉片。被打開的葉片是曾經(jīng)被關(guān)閉的葉片，即相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向處于前側(cè)的葉片。
通過(guò)這種方式，當(dāng)沿初始區(qū)域逐漸關(guān)閉X-射線的扇角，并在下一區(qū)域中逐漸打開時(shí)，保持對(duì)重要區(qū)域曝光量減少，并進(jìn)一步提高被治療區(qū)域的治療效率。
在圖17的例子中，在包括CP1和CP2的區(qū)域中，將多葉片準(zhǔn)直器2108的葉片關(guān)閉成這樣一種狀態(tài)，其中繼續(xù)產(chǎn)生X-射線，不過(guò)在該區(qū)域中也可以通過(guò)與圖22例子相同的方式暫停X-射線產(chǎn)生。在這種情形中，最好繼續(xù)提供燈絲電流，而停止施加管電壓。
(實(shí)施例3-1)圖27表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3-1的集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例3-1的集中照射型放療設(shè)備包括與兩管球形X-射線CT設(shè)備相同的基本結(jié)構(gòu)。該集中照射型放療設(shè)備包括一臺(tái)架3001。臺(tái)架3001包括一設(shè)置成可以旋轉(zhuǎn)中心軸RA為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)3010。該旋轉(zhuǎn)環(huán)3010包括第一和第二掃描儀系統(tǒng)。第一掃描儀系統(tǒng)用于成像，第二掃描儀系統(tǒng)用于成像和治療。第一掃描儀系統(tǒng)包括一第一X-射線管3101和安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)3010上的一多通道X-射線探測(cè)器3103。沿與旋轉(zhuǎn)中心軸RA相對(duì)的方向安裝第一X-射線管3101，即安裝到X-射線管3101發(fā)出的X-射線通量的中心軸(X-射線中心軸)XC1與旋轉(zhuǎn)中心軸RA相交成直角的位置。根據(jù)產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線，第一X-射線管3101從第一高壓發(fā)生器3107接收所施加的管電壓和提供的燈絲電流，產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。
多通道X-射線探測(cè)器3103安裝到旋轉(zhuǎn)環(huán)3010上經(jīng)由旋轉(zhuǎn)中心軸RA與X-射線管3101相對(duì)的位置。X-射線探測(cè)器3103包括沿基本上與旋轉(zhuǎn)中心軸RA和X-射線中心軸XC1相交成直角的方向，實(shí)際上，沿X-射線焦點(diǎn)為中心的圓弧設(shè)置的多個(gè)X射線探測(cè)裝置。X-射線探測(cè)器3103包括單個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列或多個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列。前者稱為用于單切片的X-射線探測(cè)器，后者稱為用于多切片或二維陣列型X-射線探測(cè)器。
注意，假設(shè)旋轉(zhuǎn)中心軸RA為Z-軸，用XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)定義以Z-軸為中心的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)。分別在第一和第二掃描儀系統(tǒng)中定義XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)。在第一掃描儀系統(tǒng)中，將X-軸中心軸XC1定義為Y-軸，將與ZY-軸相交成直角的軸定義為X-軸。在第二掃描儀系統(tǒng)中，將X-射線中心軸XC2定義為Y-軸，將與ZY-軸相交成直角的軸定義為X-軸。兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的Z-軸相同。
在X-射線管3101與旋轉(zhuǎn)中心RA之間設(shè)置一狹縫3102。實(shí)際上，狹縫3102安裝到X-射線管3101的X-射線照射窗口。在X-射線探測(cè)器3103的X-射線入射表面上，安裝包括多個(gè)準(zhǔn)直板、可獨(dú)立調(diào)節(jié)準(zhǔn)直板角度以便將光會(huì)聚到一點(diǎn)上的會(huì)聚準(zhǔn)直器3104。使用具有最佳會(huì)聚點(diǎn)深的會(huì)聚準(zhǔn)直器3104，使該會(huì)聚準(zhǔn)直器3104的幾何會(huì)聚點(diǎn)與X-射線管3101的X-射線焦點(diǎn)相同。該會(huì)聚準(zhǔn)直器3104具有比第二掃描儀系統(tǒng)的準(zhǔn)直器3204高的散射光去除功能。
第一X-射線探測(cè)器3103一般與通常稱作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的數(shù)據(jù)采集電路3105相連。數(shù)據(jù)采集電路3105具有將X-射線探測(cè)器3103每個(gè)通道的輸出(電流信號(hào))轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，放大該信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能。DAS 3105經(jīng)由非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置3106與用于校正DAS輸出通道之間非均勻性的預(yù)處理器3108相連，其中非接觸型傳送裝置3106的介質(zhì)為光和磁。預(yù)處理數(shù)據(jù)(投影數(shù)據(jù))保存在輔助存儲(chǔ)裝置3005中。
同時(shí)用于成像和治療的第二掃描儀系統(tǒng)包括一第二X-射線管3201和安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)3010上某一位置處，在該處X-射線中心軸XC2與處于旋轉(zhuǎn)中心軸RA上的第一掃描儀系統(tǒng)的X-射線中心軸XC1相交成直角。
第二高壓發(fā)生器3207有選擇地產(chǎn)生相對(duì)較低的管電壓和燈絲電流，和相對(duì)較高的管電壓和燈絲電流。該相對(duì)較低的管電壓和燈絲電流產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。該相對(duì)較高的管電壓和燈絲電流產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線。
該第二X-射線管3201接收第二高壓發(fā)生器3207施加的相對(duì)較低管電壓和提供的燈絲電流，產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。該第二X-射線管3201接收第二高壓發(fā)生器3207施加的相對(duì)較高的管電壓和提供的燈絲電流，產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線。
第二X-射線探測(cè)器3203包括沿基本上與旋轉(zhuǎn)中心軸RA和X-射線中心軸XC2相交成直角的方向，實(shí)際上沿以X-射線焦點(diǎn)為中心的圓弧設(shè)置的多個(gè)X-射線探測(cè)裝置。X-射線探測(cè)器3203包括單個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列或者多個(gè)X-射線探測(cè)裝置陣列。前者稱為用于單切片的X-射線探測(cè)器，后者稱為用于多切片或者二維陣列型X-射線探測(cè)器。
多葉片準(zhǔn)直器3202設(shè)置在第二X-射線管3201與旋轉(zhuǎn)中心軸RA之間。實(shí)際上，該多葉片準(zhǔn)直器3202安裝到第二X-射線管3201的X-射線照射窗口。如圖28所示，多葉片準(zhǔn)直器3202包括多個(gè)葉片3210，將每個(gè)葉片設(shè)置成可沿X-軸向前/向后移動(dòng)，且每個(gè)葉片為旋轉(zhuǎn)中心軸RA上寬度為1mm的條形。實(shí)際上，假設(shè)X-射線中心軸XC2為中心線，兩個(gè)葉片3210構(gòu)成一對(duì)，通過(guò)中心線向兩側(cè)打開。沿Z-軸方向設(shè)置多個(gè)葉片對(duì)，此處為9對(duì)。
在第二X-射線探測(cè)器3203的X-射線入射表面上，設(shè)置包括多個(gè)準(zhǔn)直板、分別調(diào)節(jié)其角度以便將光會(huì)聚到一點(diǎn)上的會(huì)聚準(zhǔn)直器3204。使用具有最佳會(huì)聚點(diǎn)深的會(huì)聚準(zhǔn)直器3204，使該會(huì)聚準(zhǔn)直器3204的幾何會(huì)聚點(diǎn)與第二X-射線管3201的X-射線焦點(diǎn)相同。會(huì)聚準(zhǔn)直器3204的高度一般為30mm。
第二X-射線探測(cè)器3203通常與數(shù)據(jù)采集電路3205相連。數(shù)據(jù)采集電路3205具有將X-射線探測(cè)器3203每個(gè)通道的輸出(電流信號(hào))轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，放大該信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的作用。DAS3205經(jīng)由非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置3206與用于校DAS輸出通道之間非均勻性的預(yù)處理器3208相連，其中該非接觸型數(shù)據(jù)傳送裝置的介質(zhì)為光和磁。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的數(shù)據(jù)(投影數(shù)據(jù))保存在輔助存儲(chǔ)裝置3005中。
輔助存儲(chǔ)裝置3005通過(guò)數(shù)據(jù)/控制總線與用于根據(jù)投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)的圖像重建裝置3004，顯示裝置3006，包括諸如鼠標(biāo)的定位裝置和鍵盤的輸入裝置3007，治療計(jì)劃系統(tǒng)3008，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009，用于控制臺(tái)架3001和高壓發(fā)生器3107、3207根據(jù)治療方案進(jìn)行治療的治療/掃描控制器3003和系統(tǒng)控制器3002相連。
治療計(jì)劃系統(tǒng)3008在X-射線輸出劑量特性曲線數(shù)據(jù)和層析X-射線圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算放射線的內(nèi)部劑量分布。該治療計(jì)劃系統(tǒng)3008計(jì)算多葉片準(zhǔn)直器3202的孔徑與通過(guò)輸入裝置3007設(shè)定的X-射線管相對(duì)被治療區(qū)域的旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。
在治療之前的預(yù)掃描過(guò)程中，圖像重建裝置3004在通過(guò)第一掃描儀系統(tǒng)采集的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上立即重建圖像數(shù)據(jù)。將圖像數(shù)據(jù)立即發(fā)送給治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009。
治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009從圖像數(shù)據(jù)提取包括被治療區(qū)域在內(nèi)的感興趣區(qū)域中多個(gè)像素的像素值(CT值)。治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009將提取出的像素值，平均值或最大值與預(yù)先確定的閾值(第一閾值)進(jìn)行比較。此處，假定為平均值。當(dāng)平均值達(dá)到或超過(guò)該閾值時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)。
此外，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009從治療期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中提取包括被治療區(qū)域在內(nèi)的感興趣區(qū)域中多個(gè)像素的像素值(CT值)。該治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009將提取出的像素值，平均值或最大值與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較。此處，假設(shè)為平均值。當(dāng)平均值達(dá)到或超過(guò)該閾值(第二閾值)時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療結(jié)束信號(hào)。該第二閾值高于該第一閾值。
注意，在治療期間，由第二掃描儀系統(tǒng)的第二X-射線管3201產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線，部分散射射線到達(dá)第一掃描儀系統(tǒng)的X-射線探測(cè)器3103。如上所述，將60mm或者更高的會(huì)聚準(zhǔn)直器3104安裝到第一掃描儀系統(tǒng)的第一X-射線探測(cè)器3103，以增強(qiáng)散射射線去除作用，不過(guò)實(shí)際上不可能為零散射射線入射。從而，在治療期間，第二掃描儀系統(tǒng)的第二X-射線管3201產(chǎn)生的用于治療的X-射線的部分散射射線，到達(dá)第一掃描儀系統(tǒng)的第一X-射線探測(cè)器3103，且CT值增大到高于治療之前的數(shù)值。因此，一般將治療結(jié)束的閾值(第二閾值)設(shè)定為高于治療開始的閾值(第一閾值)。
此外，與治療開始的閾值進(jìn)行比較，得出開始治療的時(shí)間。另一方面，可通過(guò)從治療開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間控制治療結(jié)束，不與治療結(jié)束閾值進(jìn)行比較。即，當(dāng)從治療開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間達(dá)到最初設(shè)定的治療時(shí)間時(shí)，可結(jié)束治療。
圖29表示實(shí)施例3-1中治療結(jié)束所需的一系列操作的流程。圖30表示在預(yù)掃描開始時(shí)和預(yù)掃描后，CT平均值隨時(shí)間的變化，用于成像的第一掃描儀系統(tǒng)的X-射線管管電壓與電流隨時(shí)間的變化，以及用于治療的第二掃描儀系統(tǒng)的X-射線管管電壓與電流隨時(shí)間的變化。圖32表示在預(yù)掃描開始時(shí)刻t0到治療開始時(shí)刻t1之間的時(shí)間周期內(nèi)，第一和第二掃描儀系統(tǒng)的X-射線照射狀態(tài)。
在治療之前，將造影劑注入對(duì)象中。如上所述，在注入造影劑時(shí)，照射用于治療的X-射線。已知在這種情形中，通過(guò)光電效應(yīng)從造影劑釋放出的二次電子，增強(qiáng)了治療效率果。為了增強(qiáng)治療效率，在被治療區(qū)域中存在一定濃度造影劑時(shí)，照射用于治療的X-射線是有效的。由此，在治療開始之前在第一掃描儀系統(tǒng)中立即監(jiān)測(cè)被治療區(qū)域的造影劑濃度，并在濃度增大到某一程度時(shí)開始治療。
首先在時(shí)刻t0開始預(yù)掃描。在預(yù)掃描過(guò)程中，不將高壓施加給第二掃描儀系統(tǒng)的X-射線管3201，不產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線。另一方面，在第一掃描儀系統(tǒng)中用較低劑量進(jìn)行掃描。也就是，由高壓發(fā)生器3107將相對(duì)較低的高壓，例如100kV施加第一X-射線管3101，并通過(guò)燈絲電流的輸送控制流過(guò)相對(duì)較低管電流，例如120mA。因此，從第一掃描儀系統(tǒng)的第一X-射線管3101產(chǎn)生出用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。第一X-射線探測(cè)器3103探測(cè)透過(guò)該對(duì)象的X-射線。隨著旋轉(zhuǎn)環(huán)3010的旋轉(zhuǎn)，以恒定頻率重復(fù)這種檢測(cè)。每次旋轉(zhuǎn)給定角度，獲得重建該圖像數(shù)據(jù)所需的針對(duì)該角度的投影數(shù)據(jù)(S301)。圖像重建裝置3004在所采集的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上立即重建圖像數(shù)據(jù)(S302)。圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置3006中，并發(fā)送給治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009。
在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，從圖像數(shù)據(jù)提取出包括圖31中所示被治療區(qū)域在內(nèi)的感興趣區(qū)域中多個(gè)像素的像素值(CT值)，預(yù)先通過(guò)輸入裝置3007設(shè)定該感興趣區(qū)域。例如，計(jì)算平均值CTavg(S303)。此外，在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，將所計(jì)算出的平均值CTavg與開始治療的預(yù)定閾值進(jìn)行比較(S304)。當(dāng)平均值CTavg小于該開始治療的閾值時(shí)，意味著造影劑沒有充分流動(dòng)到感興趣區(qū)域中。平均值超過(guò)開始治療的閾值意味著造影劑充分流入到該感興趣區(qū)域中。
當(dāng)平均值CTavg低于開始治療的閾值時(shí)，重復(fù)步驟S301到S304。隨著時(shí)間流逝，造影劑流入感興趣區(qū)域的量增大。當(dāng)平均值CTavg達(dá)到或超過(guò)開始治療的閾值時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)。在治療/掃描控制器3003控制下，根據(jù)治療觸發(fā)信號(hào)開始治療。即，從第二高壓發(fā)生器3207將相對(duì)較高電壓，例如250kV施加給第二X-射線管3201，并通過(guò)燈絲電流的供給控制流過(guò)相對(duì)較高的管電流，例如500mA。因此，第二掃描儀系統(tǒng)的第二X-射線管產(chǎn)生出用于成像的相對(duì)較高劑量X-射線，并用根據(jù)被治療區(qū)域通過(guò)多葉片準(zhǔn)直器3202的孔徑調(diào)整成較細(xì)的用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線照射對(duì)象被治療區(qū)域。如圖33所示，根據(jù)第二X-射線管3201的旋轉(zhuǎn)角度動(dòng)態(tài)改變多葉片準(zhǔn)直器3202每個(gè)葉片的孔徑(S306)。從而，包含旋轉(zhuǎn)來(lái)有選擇地使用用于治療的X-射線照射被治療區(qū)域。
即使在治療開始時(shí)或開始之后，也繼續(xù)第一掃描儀系統(tǒng)中的掃描，即采集投影數(shù)據(jù)(S307)，立即重建圖像數(shù)據(jù)(S308)，立即顯示圖像數(shù)據(jù)和計(jì)算感興趣區(qū)域的CT平均值CTavg(S309)。在治療期間，在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，將計(jì)算出的平均值CTavg與結(jié)束治療的閾值THend進(jìn)行比較，將結(jié)束治療的閾值設(shè)置為高與開始治療的預(yù)定閾值(S310)。
平均值CTavg比結(jié)束治療的閾值高表明，造影劑的濃度足以實(shí)現(xiàn)感興趣區(qū)域中的給定治療效果。當(dāng)平均值CTavg達(dá)到或小于結(jié)束治療的閾值時(shí)，意味著造影劑流出感興趣區(qū)域，濃度下降，并且不能實(shí)現(xiàn)給定治療效果。
當(dāng)平均值CTavg高于結(jié)束治療的閾值時(shí)，繼續(xù)照射用于治療的X-射線，并重復(fù)步驟S306到S310。當(dāng)平均值CTavg達(dá)到或低于結(jié)束治療的閾值時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療結(jié)束信號(hào)。
響應(yīng)于治療結(jié)束信號(hào)，第二高壓發(fā)生器3207停止向第二X-射線管3201施加高壓和提供燈絲電流。響應(yīng)于治療結(jié)束信號(hào)，第一高壓發(fā)生器3107停止向第一X-射線管3101施加高壓和提供燈絲電流。因此，結(jié)束治療(S311)。
注意，通過(guò)與開始治療的閾值進(jìn)行比較，得出開始治療的時(shí)刻。另一方面，當(dāng)從治療開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間達(dá)到最初設(shè)定的治療時(shí)間時(shí)，可結(jié)束治療。
此外，在治療/掃描控制器3003中，從注射器(未示出)輸入表明造影劑注入狀態(tài)的信號(hào)，并且根據(jù)該注入狀態(tài)可以結(jié)束治療和照射。例如，當(dāng)完成從注射器注入預(yù)定數(shù)量的造影劑時(shí)，治療/掃描控制器3003在此時(shí)或者經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后結(jié)束治療。當(dāng)由于注射器的故障停止造影劑的注入時(shí)，治療/掃描控制器3003緊急停止從第二高壓發(fā)生器3207向第二X-射線管3201施加高壓和提供燈絲電流，并緊急停止使用用于治療的X-射線照射該對(duì)象。對(duì)于緊急停止，除了停止從第二高壓發(fā)生器3207向第二X-射線管3201施加高壓和提供燈絲電流以外，也可以通過(guò)X-射線快門裝置停止照射。
通過(guò)這種方式，根據(jù)實(shí)施例3-1，監(jiān)控感興趣區(qū)域的造影劑濃度，并在濃度增大時(shí)開始治療。在造影劑濃度下降時(shí)，結(jié)束治療。因此，減小治療開始的時(shí)間偏差，可實(shí)現(xiàn)高治療效率。由于在從預(yù)掃描開始的治療期間內(nèi)，可通過(guò)圖像視覺識(shí)別出包括被治療區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域，操作員實(shí)際上可視覺確定出治療的進(jìn)展?fàn)顟B(tài)。
注意，在上面的描述中，在平均值CTavg達(dá)到或超過(guò)低于結(jié)束治療的閾值時(shí)結(jié)束治療。不過(guò)，也可由從治療開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間決定治療結(jié)束時(shí)間。
此外，由從治療開始用于治療的X-射線照射的累計(jì)時(shí)間控制治療結(jié)束時(shí)間，并進(jìn)一步監(jiān)控造影劑的濃度。僅當(dāng)平均值CTavg高于結(jié)束治療的閾值(在這種情形中為暫停治療的閾值)時(shí)，照射用于治療的X-射線。另一方面，在平均值CTavg達(dá)到或低于暫停治療的閾值時(shí)，暫停照射用于治療的X-射線。也就是，僅在實(shí)現(xiàn)高治療效果時(shí)，產(chǎn)生用于治療的X-射線，從而可以保持高治療效率。
(實(shí)施例3-2)根據(jù)實(shí)施例3-1的集中照射型放療設(shè)備，包括與二管球形X-射線CT設(shè)備相同的基本結(jié)構(gòu)，不過(guò)根據(jù)實(shí)施例3-2的集中照射型放療設(shè)備包括與一管球形X-射線CT設(shè)備相同的基本結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3-2的集中照射型放療設(shè)備通過(guò)與實(shí)施例3-1相同的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)造影劑濃度的監(jiān)控作用。
圖34表示實(shí)施例3-2集中照射型放療設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在圖34中，用相同附圖標(biāo)記表示與圖27相同的構(gòu)成元件。實(shí)施例3-2的集中照射型放療設(shè)備僅包括實(shí)施例3-1中同時(shí)用于成像和治療的第二掃描儀系統(tǒng)。即，X-射線管3201和多通道X-射線探測(cè)器3203安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)3010上。高壓發(fā)生器3207有選擇地將與產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線相應(yīng)的相對(duì)較低管電壓和燈絲電流，和與產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線相應(yīng)的相對(duì)較高管電壓和燈絲電流施加給X-射線管3201。X-射線管3201從高壓發(fā)生器3207接收與產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線相應(yīng)的所施加的管電壓和提供的燈絲電流，產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。X-射線管3201從高壓發(fā)生器3207接收與產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線相應(yīng)的所施加的管電壓和提供的燈絲電流，產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線。在X-射線探測(cè)器3203的X-射線入射表面上，安裝高度為例如60mm的包括高散射光線去除能力的會(huì)聚準(zhǔn)直器3104。
治療/掃描控制器3011在預(yù)掃描期間控制高壓發(fā)生器3207，根據(jù)產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線，將相對(duì)較低管電壓和燈絲電流提供給X-射線管3201。在治療開始時(shí)，該治療/掃描控制器3011控制高壓發(fā)生器3207，將根據(jù)產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線而提供的相對(duì)較低管電壓和燈絲電流，切換成根據(jù)產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量X-射線提供相對(duì)較高管電壓和燈絲電流。治療/掃描控制器3011完全打開多葉片準(zhǔn)直器3202中間的幾個(gè)葉片，并完全關(guān)閉其他葉片。此外，在治療開始時(shí)，治療/掃描控制器3011僅保持多葉片準(zhǔn)直器3202中間的一個(gè)葉片完全打開，并根據(jù)被治療區(qū)域的形狀或位置進(jìn)一步調(diào)節(jié)其他葉片的孔徑。
圖35表示實(shí)施例3-2中進(jìn)行治療所需一系列操作的流程。圖37表示預(yù)掃描開始時(shí)和預(yù)掃描之后的CT平均值，X-射線管3201的管電壓和電流隨時(shí)間的變化。在治療之前，將造影劑注入對(duì)象中，并在時(shí)刻t0開始預(yù)掃描。此時(shí)，如圖36A所示，完全打開某些葉片，即多葉片準(zhǔn)直器3202中間的三個(gè)葉片，并完全關(guān)閉其他葉片(S321)。
在預(yù)掃描過(guò)程中，高壓發(fā)生器3207將相對(duì)較低的高壓，例如100kV施加給X-射線管3201，并通過(guò)燈絲電流的輸送控制流過(guò)相對(duì)較低的管電流，例如120mA。因此，X-射線管3201產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量X-射線。通過(guò)完全打開的三個(gè)葉片形成的細(xì)縫將X-射線調(diào)整成較細(xì)。用扇形X-射線照射該對(duì)象。X-射線探測(cè)器3203檢測(cè)透過(guò)該對(duì)象的X-射線。隨著旋轉(zhuǎn)環(huán)3010的旋轉(zhuǎn)，以恒定頻率重復(fù)進(jìn)行這種檢測(cè)。每次旋轉(zhuǎn)給定角度，獲得重建圖像數(shù)據(jù)所需的對(duì)于該角度的投影數(shù)據(jù)(S322)。圖像重建裝置3004在所采集的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上立即重建圖像數(shù)據(jù)(S323)。圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置3006中，并發(fā)送給治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009。
在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，從圖像數(shù)據(jù)提取出包括被治療區(qū)域在內(nèi)的感興趣區(qū)域內(nèi)多個(gè)像素的像素值(CT值)，并例如計(jì)算平均值CTavg(S324)。此外，在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，將所計(jì)算出的平均值CTavg與開始治療的預(yù)定閾值進(jìn)行比較(S325)。當(dāng)平均值CTavg低于開始治療的閾值時(shí)，重復(fù)步驟S322到S325。隨著時(shí)間流逝，造影劑流入感興趣區(qū)域中的數(shù)量增大。當(dāng)平均值CTavg達(dá)到或超過(guò)開始治療的閾值時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)。
響應(yīng)于該治療觸發(fā)信號(hào)，高壓發(fā)生器3207將相對(duì)較高電壓，例如250kV施加給X-射線管3201，并將管電流設(shè)定為相對(duì)較高，例如500mA，用于治療。因此，開始通過(guò)相對(duì)較高劑量X-射線進(jìn)行治療(S326)。隨著管電壓和電流的改變，在治療/掃描控制3011的控制下，如圖36B所示，僅多葉片準(zhǔn)直器3202中間的一個(gè)葉片保持完全打開，并根據(jù)被治療區(qū)域的形狀或位置調(diào)節(jié)其他葉片的孔徑(S327)。通過(guò)這種孔徑調(diào)節(jié)，如圖37所示，在用于成像的細(xì)扇形X-射線重疊在用于治療的束狀X-射線上時(shí)，用X-射線照射該對(duì)象。
即使在治療期間，通過(guò)與預(yù)掃描相同的方式，采集投影數(shù)據(jù)，并由圖像重建裝置3004在所采集的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上立即重建圖像數(shù)據(jù)(S328)。
在治療期間，僅中間中的一個(gè)葉片，數(shù)量少于預(yù)掃描時(shí)的葉片，保持完全打開。X-射線被縮成很細(xì)。細(xì)X-射線不會(huì)使探測(cè)器3203和DAS3205的動(dòng)態(tài)范圍飽和?？僧a(chǎn)生陰暗的圖像。此外，通過(guò)根據(jù)被治療區(qū)域形狀或位置調(diào)節(jié)孔徑的其他葉片形成的孔徑照射的X-射線，使相應(yīng)通道的動(dòng)態(tài)范圍飽和。通過(guò)使動(dòng)態(tài)范圍飽和，在細(xì)X-射線被集中的區(qū)域中發(fā)生黑視(blackout)?？蓪l(fā)生黑視的區(qū)域確定為用于治療的X-射線集中區(qū)域，并可以確定該區(qū)域與被治療區(qū)域之間的位置偏離。另一方面，可以對(duì)除用于治療的X-射線集中的區(qū)域以外的區(qū)域?qū)-射線吸收系數(shù)分布進(jìn)行成像。
所重建的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置3006中，并發(fā)送給治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009。在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，從圖像數(shù)據(jù)中提取出不產(chǎn)生黑視的并非包括被治療區(qū)域在內(nèi)的感興趣區(qū)域周圍區(qū)域中多個(gè)像素的像素值(CT值)，并計(jì)算平均值CTavg(S329)。
在治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009中，將所計(jì)算出的平均值CTavg與結(jié)束治療的閾值THend進(jìn)行比較(S330)。當(dāng)平均值CTavg高于結(jié)束治療的閾值THend時(shí)，繼續(xù)照射用于治療的X-射線。即，重復(fù)步驟S327到S330。當(dāng)平均值CTavg達(dá)到或低于結(jié)束治療的閾值時(shí)，治療觸發(fā)產(chǎn)生器3009產(chǎn)生治療結(jié)束信號(hào)。響應(yīng)于該治療結(jié)束信號(hào)，高壓發(fā)生器3207停止向X-射線管3201施加高壓和提供燈絲電流。從而，結(jié)束治療(S331)。
通過(guò)這種方式，根據(jù)實(shí)施例3-2，監(jiān)控造影劑在感興趣區(qū)域中的濃度。在濃度增大時(shí)開始治療。在造影劑濃度下降時(shí)，結(jié)束治療。減小治療開始的時(shí)間偏差。從而，可實(shí)現(xiàn)高治療效率。在從預(yù)掃描開始的治療期間內(nèi)，通過(guò)對(duì)包括被治療區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行成像，并且操作員可視覺確定治療的進(jìn)展。由于包括用于治療的集中束狀細(xì)X-射線的區(qū)域產(chǎn)生黑視，可視覺確定被治療區(qū)域與集中區(qū)域之間的位置偏離。
注意，通過(guò)與實(shí)施例3-1相同的方式，如上所述在平均值CTavg達(dá)到或低于結(jié)束治療的閾值時(shí)結(jié)束治療。不過(guò)，也可以通過(guò)從治療開始經(jīng)過(guò)的時(shí)間確定治療結(jié)束時(shí)間。
此外，通過(guò)與實(shí)施例3-1相同的方式，通過(guò)從治療開始用于治療的X-射線照射的累積時(shí)間控制治療結(jié)束時(shí)間，并進(jìn)一步監(jiān)控造影劑的濃度。僅當(dāng)平均值CTavg高于結(jié)束治療的閾值(在這種情況下為暫停治療的閾值)時(shí)，照射用于治療的X-射線。另一方面，在平均值CTavg達(dá)到或低于暫停治療的閾值時(shí)，暫停照射用于治療的X-射線。即，僅在實(shí)現(xiàn)高療效時(shí)，產(chǎn)生用于治療的X-射線，從而可保持高治療效率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到其他優(yōu)點(diǎn)和變型。從而，本發(fā)明廣義而言不限于此處表示和描述的特定細(xì)節(jié)和各實(shí)施例。因此，在不偏離所附權(quán)利要求及其等效范圍所定義的一般發(fā)明該面的精神或范圍條件下，可進(jìn)行多種變型。
權(quán)利要求
1.一種集中照射型放療設(shè)備，包括用于產(chǎn)生治療用的放射線的放射源；多通道輻射探測(cè)器，用于探測(cè)透過(guò)對(duì)象的放射線；旋轉(zhuǎn)裝置，用于相對(duì)該對(duì)象旋轉(zhuǎn)該放射源和輻射探測(cè)器；圖像重建裝置，用于在該輻射探測(cè)器輸出的基礎(chǔ)上重建圖像數(shù)據(jù)；以及設(shè)置在該放射源與該對(duì)象之間的多葉片準(zhǔn)直器，將放射線整形為任意形狀，該多葉片準(zhǔn)直器包括多個(gè)第一葉片和多個(gè)第二葉片，將每個(gè)葉片設(shè)置成可向前/向后獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，并且每個(gè)葉片為條形，且第一葉片的類型不同于第二葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片的輻射透射率高于該第二葉片的輻射透射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片的寬度小于該第二葉片的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中照射型放療設(shè)備，其中將該第二葉片相對(duì)用于治療的放射線的輻射透射率設(shè)計(jì)為零或近似零值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片由輻射衰減系數(shù)低于構(gòu)成該第二葉片的材料的輻射衰減系數(shù)的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片比該第二葉片薄。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括控制裝置，控制該輻射探測(cè)器和該圖像重建裝置，以便對(duì)透過(guò)該對(duì)象的放射線進(jìn)行檢測(cè)，并在用于治療的放射線從放射源產(chǎn)生的同時(shí)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)重建。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該圖像重建裝置在用于治療的放射線產(chǎn)生的同時(shí)實(shí)時(shí)重建圖像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括可立即顯示所重建圖像數(shù)據(jù)的顯示裝置；和手動(dòng)操作裝置，控制緊急停止將用于治療的放射線照射該對(duì)象。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括控制裝置，控制該多葉片準(zhǔn)直器，根據(jù)被治療區(qū)域的形狀單獨(dú)設(shè)置第二葉片的孔徑，并完全打開該第一葉片。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片通過(guò)與第二葉片相同的方式，對(duì)用于治療的放射線具有遮擋性。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該第一葉片由與該第二葉片相同的材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括控制裝置，用于控制該輻射探測(cè)器和該圖像重建裝置，以便對(duì)透過(guò)該對(duì)象的放射線進(jìn)行檢測(cè)，以及在用于治療的放射線從放射源產(chǎn)生的同時(shí)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)重建。
14.一種集中輻射型放療設(shè)備，包括放射源，用于產(chǎn)生治療用的放射線；旋轉(zhuǎn)裝置，用于相對(duì)對(duì)象旋轉(zhuǎn)該放射源；設(shè)置在該放射源與該對(duì)象之間的可移動(dòng)準(zhǔn)直器，根據(jù)該對(duì)象被治療區(qū)域會(huì)聚放射線；以及控制裝置，用于在該放射源旋轉(zhuǎn)時(shí)間的一部分時(shí)間內(nèi)，限制用放射線照射該對(duì)象。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該控制裝置控制該準(zhǔn)直器，以便在該部分時(shí)間內(nèi)關(guān)閉該可移動(dòng)準(zhǔn)直器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該控制裝置控制一高壓發(fā)生器，以便在該部分時(shí)間內(nèi)停止產(chǎn)生放射線。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該部分時(shí)間是輻射敏感度相對(duì)較高的特殊重要區(qū)域位于該放射源與該被治療區(qū)域之間的時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括確定裝置，基于被治療區(qū)域與該特殊重要區(qū)域之間的位置關(guān)系確定該部分時(shí)間。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該控制裝置控制該準(zhǔn)直器，以便在該部分時(shí)間的初始階段隨著放射源的旋轉(zhuǎn)逐漸關(guān)閉該準(zhǔn)直器，并在該部分時(shí)間的后一階段隨著放射源的旋轉(zhuǎn)逐漸打開該準(zhǔn)直器。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括確定裝置，基于被治療區(qū)域與該特殊重要區(qū)域之間的位置關(guān)系確定該部分時(shí)間。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該控制裝置控制該高壓發(fā)生器，以便在該部分時(shí)間內(nèi)暫停施加管電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該控制裝置控制該高壓發(fā)生器，以便在該部分時(shí)間內(nèi)暫停施加管電壓并繼續(xù)提供燈絲電流。
23.一種集中照射型放療設(shè)備，包括用于從多個(gè)方向用相對(duì)較高劑量的放射線照射其中注入有造影劑的被治療區(qū)域的裝置；用于使用相對(duì)較低劑量放射線采集與包括被治療區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的裝置；用于基于該投影數(shù)據(jù)立即重建圖像數(shù)據(jù)的裝置；以及用于在包括被治療區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域中的像素值，或者從像素值得出的數(shù)值的基礎(chǔ)上根據(jù)圖像數(shù)據(jù)測(cè)量相對(duì)較高劑量放射線的產(chǎn)生時(shí)間的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該用于照射相對(duì)較高劑量放射線的裝置包括用于產(chǎn)生治療用的相對(duì)較高劑量放射線的用于治療的放射源，和用于治療的高壓發(fā)生器，該高壓發(fā)生器產(chǎn)生施加給該用于治療的放射源的用于治療的高壓，從該用于治療的放射源發(fā)出用于治療的放射線，該用于采集投影數(shù)據(jù)的裝置包括用于成像的放射源，產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量放射線；用于成像的高壓產(chǎn)生器，產(chǎn)生施加給該用于成像的放射源的用于成像的高壓以便從該用于成像的放射源產(chǎn)生用于成像的放射線；以及探測(cè)透過(guò)該對(duì)象的用于成像的放射線的多通道輻射探測(cè)器，以及該用于測(cè)量產(chǎn)生時(shí)間的裝置包括治療觸發(fā)產(chǎn)生器，根據(jù)從圖像數(shù)據(jù)提取出的感興趣區(qū)域的像素值，或者由該像素值得出的數(shù)值，產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)；和治療控制器，控制該用于治療的高壓發(fā)生器根據(jù)該治療觸發(fā)信號(hào)，將用于治療的高壓施加給用于治療的放射源。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該用于照射相對(duì)較高劑量放射線的裝置和該用于采集投影數(shù)據(jù)的裝置包括放射源，針對(duì)已經(jīng)注入造影劑的對(duì)象，該放射源接收所施加的用于成像的高壓，產(chǎn)生用于成像的相對(duì)較低劑量放射線，并對(duì)該對(duì)象的被治療區(qū)域接收所施加的用于治療的高壓，產(chǎn)生用于治療的相對(duì)較高劑量放射線；高壓發(fā)生器，該高壓發(fā)生器有選擇地產(chǎn)生用于成像和用于治療的高壓；以及多通道輻射探測(cè)器，該多通道輻射探測(cè)器探測(cè)透過(guò)該對(duì)象的用于成像的放射線，以及該用于測(cè)量產(chǎn)生時(shí)間的裝置包括治療觸發(fā)產(chǎn)生器，基于從圖像數(shù)據(jù)提取出的感興趣區(qū)域中的像素值，或者從該像素值得出的數(shù)值產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)；和治療控制器，根據(jù)該治療觸發(fā)信號(hào)控制該高壓發(fā)生器將施加用于成像的高壓切換成施加用于治療的高壓。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該治療觸發(fā)產(chǎn)生器將像素值或從該像素值得出的數(shù)值與開始治療的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，在像素值或從該像素值得出的數(shù)值達(dá)到或超過(guò)開始治療的閾值時(shí)，產(chǎn)生治療觸發(fā)信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該治療觸發(fā)產(chǎn)生器將像素值或從該像素值得出的數(shù)值與比被開始治療的閾值高的結(jié)束治療的閾值進(jìn)行比較，在像素值或從該像素值得出的數(shù)值達(dá)到或超過(guò)結(jié)束治療的閾值時(shí)結(jié)束治療，以及該治療控制器控制用于治療的高壓發(fā)生器，根據(jù)該治療結(jié)束信號(hào)停止將用于治療的高壓施加給該用于治療的放射源。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該治療控制器控制該用于治療的高壓發(fā)生器，根據(jù)從開始施加用于治療的高壓經(jīng)過(guò)的時(shí)間，停止將用于治療的高壓施加給該用于治療的放射源。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的集中照射型放療設(shè)備，其中該治療觸發(fā)產(chǎn)生器獲得感興趣區(qū)域內(nèi)包含的多個(gè)像素的像素值的平均值或最大值，作為從該感興趣區(qū)域的像素值得出的數(shù)值。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的集中照射型放療設(shè)備，其中將60mm或更高的會(huì)聚準(zhǔn)直器安裝在該多通道輻射探測(cè)器上。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括設(shè)置在該放射源與該對(duì)象之間的多葉片準(zhǔn)直器，該多葉片準(zhǔn)直器包括可獨(dú)立向前/向后移動(dòng)的多個(gè)葉片，其中治療控制器控制該多葉片準(zhǔn)直器根據(jù)治療觸發(fā)信號(hào)打開多個(gè)葉片中間中的一個(gè)或少量葉片，并從其他葉片關(guān)閉的狀態(tài)改變到中間的一個(gè)或少量葉片打開的狀態(tài)，其他葉片打開到與被治療區(qū)域相應(yīng)的孔徑的狀態(tài)。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的集中照射型放療設(shè)備，還包括將造影劑注入該對(duì)象中的注射器；和用于根據(jù)注射器的造影劑注入狀態(tài)，停止用相對(duì)較高劑量放射線照射該對(duì)象和被治療區(qū)域的裝置。
全文摘要
一種集中照射型放療設(shè)備包括一放射源，一多通道輻射探測(cè)器，一旋轉(zhuǎn)裝置，一圖像重建裝置，一設(shè)置在該放射源與該對(duì)象之間的多葉片準(zhǔn)直器，該多葉片準(zhǔn)直器將放射線調(diào)整成任意形狀，并包括多個(gè)第一葉片和多個(gè)第二葉片，將每個(gè)葉片設(shè)計(jì)成可獨(dú)立向前/向后移動(dòng)，并為條形，且第一葉片的類型不同于第二葉片。
文檔編號(hào)A61N5/10GK1481756SQ0315430
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者尾嵜真浩, 尾 真浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝