射野劑量測(cè)定系統(tǒng)、設(shè)備和方法
【專(zhuān)利摘要】用于通過(guò)選擇性評(píng)價(jià)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行放射療法治療的劑量測(cè)定驗(yàn)證的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。用于通過(guò)使用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)測(cè)量點(diǎn)來(lái)提供放射療法治療的劑量測(cè)定驗(yàn)證的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
射野劑量測(cè)定系統(tǒng)、設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開(kāi)一般涉及向患者遞送放射，并且更具體地，用于通過(guò)選擇性評(píng)價(jià)測(cè)量點(diǎn)來(lái) 提供放射療法治療的劑量測(cè)定(dos imetry)驗(yàn)證的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本公開(kāi)還 涉及用于通過(guò)使用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)測(cè)量點(diǎn)來(lái)提供放射療法治療的劑量測(cè)定驗(yàn)證的系 統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本公開(kāi)還涉及用于在放射治療之前和在放射治療期間用于執(zhí) 行質(zhì)量控制測(cè)量的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，放射手術(shù)治療和放射療法治療包括幾個(gè)階段。首先，感興趣區(qū)域(頭部， 身體等）中的解剖結(jié)構(gòu)的精確的三維（3 D)映射圖（m a p)被構(gòu)造成確定解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的靶 (target)的準(zhǔn)確坐標(biāo)，即，定位身體內(nèi)的腫瘤或異常并且限定其準(zhǔn)確形狀和大小。第二，計(jì) 算用于放射射束的運(yùn)動(dòng)路徑，以遞送將多種醫(yī)療限制考慮在內(nèi)的外科醫(yī)生認(rèn)為可以接受的 劑量分布。在該階段期間，專(zhuān)家小組使用特殊的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)了一種治療計(jì)劃來(lái)通過(guò)設(shè) 計(jì)放射射束最佳地照射腫瘤并且最小化到周?chē)＝M織的劑量以從不同的角度和平面匯 聚在靶區(qū)域上。第三階段是執(zhí)行放射治療計(jì)劃的地方。在該階段期間，根據(jù)使用放射治療技 術(shù)(諸如例如強(qiáng)度調(diào)制放射療法（IMRT)和體積調(diào)制弧形療法(VMAT))所規(guī)定的治療計(jì)劃向 患者遞送放射劑量。這些技術(shù)通常與配備有多葉準(zhǔn)直器(MLC)的放射療法系統(tǒng)(諸如線性加 速器(linac))-起用來(lái)通過(guò)向病理解剖體遞送所規(guī)定的放射劑量(X射線、γ射線、電子、質(zhì) 子和/或離子)來(lái)治療病理解剖體(腫瘤、病灶、血管畸形、神經(jīng)紊亂等），同時(shí)使得對(duì)周?chē)M 織和關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)的放射暴露最小化。
[0003] 存在許多導(dǎo)致所規(guī)定的放射劑量分布和所遞送的實(shí)際劑量（即，在放射治療期間 遞送給靶的實(shí)際劑量)之間差異的因素。一個(gè)這樣的因素是患者在放射療法系統(tǒng)中的位置 的不確定性。其它因素包括由可以在患者治療過(guò)程期間發(fā)生的改變引入的不確定性。這樣 的改變可以包括隨機(jī)誤差(諸如患者設(shè)置位置中的小差異）。其它來(lái)源歸結(jié)于如果患者腫瘤 消退或者如果患者在治療期間體重減輕可能發(fā)生的生理改變。另一類(lèi)別的不確定性包括運(yùn) 動(dòng)。因?yàn)橛行﹦?dòng)作可能更加隨意和不可預(yù)測(cè)，而其它的運(yùn)動(dòng)可以更加有規(guī)律，所以運(yùn)動(dòng)可能 與任一類(lèi)別重疊。存在許多其它不確定性的來(lái)源，諸如缺少大丸劑或固定設(shè)備(人為誤差）、 錯(cuò)誤的患者、機(jī)械故障/校準(zhǔn)誤差/改變是放射輸出、破壞的數(shù)據(jù)(方案與所計(jì)算的劑量不吻 合）、錯(cuò)誤遞送機(jī)(例如，在原來(lái)的那個(gè)此刻不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，患者可能在另一遞送機(jī)上治 療）。這些不確定性可能會(huì)影響患者的治療質(zhì)量以及遞送給靶的實(shí)際放射劑量。
[0004] 因此，基于預(yù)先確定的治療計(jì)劃向靶遞送預(yù)測(cè)放射劑量的準(zhǔn)確性在放射治療的最 終成功或未通過(guò)中起到重要作用。不準(zhǔn)確的劑量遞送可能會(huì)導(dǎo)致放射不足以治愈或?qū)Ω浇?的健康組織和有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官(0AR)的過(guò)多的放射。過(guò)高的放射劑量可能導(dǎo)致嚴(yán)重 損害腫瘤周?chē)慕】到M織以及位于鄰近的器官，而劑量太低可能危及治愈的可能性。因此， 遞送放射劑量的相對(duì)小的誤差會(huì)嚴(yán)重傷害患者。因此，質(zhì)量保證工具和協(xié)議都需要驗(yàn)證在 沒(méi)有危及有風(fēng)險(xiǎn)器官和健康組織的情況下，將所規(guī)定的放射劑量遞送給靶。
[0005]因?yàn)橹委熡?jì)劃的高復(fù)雜性和唯一性，所以患者特定的治療前（即，在射束中沒(méi)有患 者的情況下)驗(yàn)證通常被認(rèn)為是患者治療的必要的先決條件。治療前驗(yàn)證包括程序，其比較 預(yù)期的治療計(jì)劃的全部或至少部分與由患者治療時(shí)間以外的線性加速器(linac)遞送的對(duì) 應(yīng)的放射射束的測(cè)量。
[0000]劑量測(cè)定驗(yàn)證是對(duì)于放射療法治療實(shí)施的治療前協(xié)議之一。劑量測(cè)定驗(yàn)證包括： 驗(yàn)證所遞送的劑量分布實(shí)際上是預(yù)測(cè)要遞送給患者的劑量分布。因?yàn)橛梢恍┓派浏煼?諸 如（IMRT)和(VMAT)治療)所提供的射束遞送復(fù)雜性的增加，所以用于治療的劑量測(cè)定驗(yàn)證 需要放射劑量遞送的嚴(yán)格驗(yàn)證。
[0007] 在所建立的劑量驗(yàn)證方法中，使用伽瑪評(píng)價(jià)方法比較整合的劑量分布圖像與由治 療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)所預(yù)測(cè)的劑量圖像。伽瑪評(píng)價(jià)方法廣泛用于劑量測(cè)量，因?yàn)樗鼘⒖臻g誤差 和劑量水平誤差組合在單個(gè)值中。然而，這樣的評(píng)價(jià)的劣勢(shì)是所有測(cè)量點(diǎn)都基于相同的標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即使評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于某些點(diǎn)可能太寬松或太嚴(yán)格。即使所檢測(cè)的劑量差異對(duì)于 有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官可能太高（例如，在有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官中生成的過(guò)度劑量 (overdose)或熱點(diǎn)要比在靶或健康組織中的過(guò)度劑量或熱點(diǎn)更加嚴(yán)重），寬松評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也 可以確認(rèn)劑量遞送，而即使所檢測(cè)的劑量差異不影響患者，更嚴(yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也可以拒絕 劑量遞送。
[0008] 進(jìn)一步地，在所建立的劑量驗(yàn)證方法中，如果所測(cè)量的放射與所預(yù)期的放射不同， 則治療停止。然而，如果放射射束與患者相切，則患者輪廓的小改變可以在所測(cè)量的劑量中 產(chǎn)生顯著差異，而并不顯著影響患者中的實(shí)際劑量。事實(shí)上，在一些實(shí)例中，放射場(chǎng)有意地 制得比靶大。在弧形療法治療中，例如，因?yàn)槭褂昧似矫嬷械乃蟹派浞较?，所以切向?chǎng)更 可能發(fā)生。因此，當(dāng)由射束照射的所有點(diǎn)用于治療的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)時(shí)，所建立的劑量評(píng)價(jià)方法可 能錯(cuò)誤地檢測(cè)到劑量誤差并且觸發(fā)停止放射治療。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本公開(kāi)提供了用于放射治療前、治療、以及體內(nèi)（in-vivo)劑量測(cè)定驗(yàn)證的系統(tǒng)、 方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。劑量測(cè)定驗(yàn)證包括:對(duì)于測(cè)量平面中的不同點(diǎn)，使用不同的 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)劑量分布。
[0010] 本公開(kāi)還提供了用于對(duì)于測(cè)量平面中的不同點(diǎn)使用不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)劑量 分布的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。測(cè)量平面中的每個(gè)點(diǎn)都可以與對(duì)應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān) 聯(lián)?？梢曰谕队暗綔y(cè)量平面中的點(diǎn)上的解剖結(jié)構(gòu)的類(lèi)型限定用于不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的值。
[0011] 本公開(kāi)還提供了用于選擇性地評(píng)價(jià)測(cè)量平面中的點(diǎn)的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品。選擇性評(píng)價(jià)排除了由在患者體內(nèi)不相交的放射射束、和/或在患者的表面附近行進(jìn)的放 射射束、和/或從正在被評(píng)價(jià)的穿過(guò)患者表面的深度大約1 cm的放射射束照射的點(diǎn)。評(píng)價(jià)可 以包括:使用伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)所選擇的點(diǎn)。評(píng)價(jià)還可以包括:使用不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)所 選擇的點(diǎn)。
[0012] 本公開(kāi)提供了用于治療計(jì)劃的基于電子射野成像設(shè)備(EPID)的治療前劑量驗(yàn)證 的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0013] 本公開(kāi)還提供用于使用電子射野成像設(shè)備(EPID)進(jìn)行實(shí)時(shí)放射劑量驗(yàn)證的系統(tǒng)、 方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，只有測(cè)量平面內(nèi)的所選擇的點(diǎn)用于治療驗(yàn)證。
[0014] 本公開(kāi)還提供了用于將所測(cè)量的劑量分布轉(zhuǎn)換成絕對(duì)劑量分布的(EPID)校準(zhǔn)模 型。
[0015] 本公開(kāi)還提供了用于定量評(píng)價(jià)劑量分布的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0016] 本公開(kāi)還提供了在其上體現(xiàn)用于在如本文中所公開(kāi)的放射療法治療系統(tǒng)的質(zhì)量 控制的編程指令序列的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其執(zhí)行在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上體現(xiàn) 的編程指令序列以使計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)執(zhí)行如本文所公開(kāi)的方法的步驟，該放射療法治療系 統(tǒng)包括如本文所公開(kāi)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 本文中所描述的附圖僅用于說(shuō)明的目的，并不旨在以任何方式限制本公開(kāi)的范 圍。通過(guò)結(jié)合附圖閱讀隨后的說(shuō)明書(shū)，本發(fā)明得以更好地理解，其中，相同的元件用相同的 附圖標(biāo)記表示。如本文中所使用的，各種實(shí)施例可以是指部分或全部的實(shí)施例。
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的放射療法系統(tǒng)的透視圖。
[0019] 圖2圖示了根據(jù)各種實(shí)施例的靶體積定義。
[0020] 圖3圖示了像素-體素關(guān)系。
[0021] 圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的劑量驗(yàn)證過(guò)程。
[0022]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的3D劑量分布驗(yàn)證過(guò)程和結(jié)果。
[0023] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的使用不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)圖示劑量評(píng)價(jià)過(guò)程的流 程圖。
[0024] 圖7圖示了照射患者表面的切線和表面射束。
[0025] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的選擇性劑量評(píng)價(jià)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了驗(yàn)證放射治療程序被正確地應(yīng)用，可以在放射療法的對(duì)應(yīng)階段實(shí)施用于治療 計(jì)劃的劑量測(cè)定驗(yàn)證以及體內(nèi)劑量測(cè)定的質(zhì)量保證協(xié)議。實(shí)施質(zhì)量保證協(xié)議以驗(yàn)證所開(kāi)發(fā) 的治療計(jì)劃是準(zhǔn)確的，治療遞送是準(zhǔn)確的，并且遞送給患者的實(shí)際劑量是所計(jì)劃的劑量。特 別在先進(jìn)的放射療法技術(shù)(諸如強(qiáng)度調(diào)制放射療法(IMRT)或者弧形療法）中需要質(zhì)量保證， 其中，為了在腫瘤內(nèi)部集中劑量，而避開(kāi)有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官(0AR)，治療計(jì)劃往往具有 高梯度劑量分布。
[0027] 治療執(zhí)行驗(yàn)證可以包括兩個(gè)步驟。第一步驟包括治療前測(cè)量并且第二步驟包括測(cè) 量期間或者治療中測(cè)量。執(zhí)行治療前測(cè)量以在患者的第一次治療之前，檢查來(lái)自計(jì)劃階段 的治療參數(shù)到特定放射治療設(shè)備的適當(dāng)傳遞。它還確保了治療計(jì)劃由設(shè)備執(zhí)行的正確性。 因此，治療前驗(yàn)證是將所預(yù)期的治療計(jì)劃的全部或至少一部分與患者治療時(shí)間之外（即，具 有開(kāi)放場(chǎng)或者幻像(phantom))的由線性加速器所遞送的對(duì)應(yīng)的放射射束的測(cè)量進(jìn)行比較 的程序。這種比較關(guān)注于所預(yù)測(cè)的和所測(cè)量的葉片（leaf)位置、遞送給檢測(cè)器或者幻像的 劑量、或者提取用于測(cè)量的入射能量通量(f luence)。
[0028]所述治療驗(yàn)證期間（或"中"）是關(guān)注于基于在患者治療期間獲取的測(cè)量對(duì)所計(jì)劃 的和所遞送的劑量分布的全部或部分進(jìn)行比較的程序。然后，這些測(cè)量可以用來(lái)確定遞送 給檢測(cè)器或患者的劑量、或者從測(cè)量獲得的入射能量通量。
[0029] 圖1圖示了可以向位于治療床1上的患者5提供放射療法并且允許實(shí)施用于質(zhì)量保 證(QA)協(xié)議的各種治療前和治療中射野劑量測(cè)定驗(yàn)證的示例性放射療法治療系統(tǒng)100。放 射療法治療可以包括基于光子的放射療法、粒子療法、電子射束療法、或者任何其它類(lèi)型的 治療療法。在實(shí)施例中，放射療法治療系統(tǒng)100包括放射治療設(shè)備10,諸如但不限于放射療 法或放射手術(shù)設(shè)備，其可以包括支撐放射模塊8的臺(tái)架(gantry)7,該放射模塊8包括一個(gè)或 多個(gè)放射源3和線性加速器（linac)2,該線性加速器可操作以生成kV或MV的X射線放射射 束。臺(tái)架7可以是環(huán)形臺(tái)架（即，其延伸通過(guò)整個(gè)360度弧來(lái)創(chuàng)建完整的環(huán)或圈），但還可以使 用其它類(lèi)型的安裝布置。例如，可以使用靜態(tài)射束、或C型部分環(huán)形臺(tái)架、或機(jī)械臂。還可以 使用能夠在相對(duì)于患者5的各種轉(zhuǎn)動(dòng)和/或軸向位置定位放射模塊8的任何其它框架。
[0030] 放射模塊8還可以包括調(diào)制設(shè)備（未示出），其可操作以調(diào)制放射射束以及將治療 放射射束朝向患者5和朝向期望被照射的患者的一部分引導(dǎo)。期望被照射的部分被稱(chēng)為靶 或靶區(qū)域或感興趣區(qū)域。患者5可以具有需要被照射的一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域。準(zhǔn)直設(shè)備 (未示出）可以被包括在調(diào)制設(shè)備中以限定和調(diào)整孔隙(aperture)的大小，通過(guò)該孔隙放射 射束可以從源3朝向患者5通過(guò)。準(zhǔn)直設(shè)備可以由致動(dòng)器(未示出）控制，該致動(dòng)器可以由計(jì) 算機(jī)處理系統(tǒng)40和/或控制器30控制。
[0031] 在實(shí)施例中，放射療法設(shè)備是kV或MV能量強(qiáng)度調(diào)制放射療法（IMRT)設(shè)備。這樣的 系統(tǒng)中的強(qiáng)度簡(jiǎn)檔(profile)是針對(duì)個(gè)體患者的治療要求而定制的。強(qiáng)度調(diào)制放射療法場(chǎng) 用多葉準(zhǔn)直器(MLC)遞送，該多葉準(zhǔn)直器可以是附接到直線加速器的頭部的計(jì)算機(jī)控制的 機(jī)械射束成形設(shè)備并且包括金屬指狀物(fingers)或葉片的組件。(MLC)可以例如由葉片寬 度為0.5和/或1.0cm的120個(gè)可移動(dòng)葉片制成。對(duì)于每個(gè)射束方向，通過(guò)依序遞送形狀和重 量?jī)?yōu)化的各種子場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的強(qiáng)度簡(jiǎn)檔。從一個(gè)子場(chǎng)到下一個(gè)，葉片可以在放射射束開(kāi) 啟時(shí)（即，動(dòng)態(tài)多葉準(zhǔn)直（DMLC))移動(dòng)，或者在放射射束移動(dòng)關(guān)斷時(shí)（即，分段多葉準(zhǔn)直 (SMLC))移動(dòng)。
[0032] 設(shè)備10還可以是其中用在計(jì)算機(jī)控制下開(kāi)啟和關(guān)閉的二進(jìn)制準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)度 調(diào)制的斷層放射療法設(shè)備。當(dāng)臺(tái)架?chē)@患者連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，射束的小寬度的暴露時(shí)間可以用 二進(jìn)制準(zhǔn)直器的開(kāi)啟和關(guān)閉來(lái)調(diào)整，從而允許放射通過(guò)患者的最優(yōu)選的方向和位置遞送給 腫瘤。
[0033]設(shè)備10還可以是螺旋斷層放射療法設(shè)備，其包括滑環(huán)式轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)架。設(shè)備10還可以 是強(qiáng)度調(diào)制弧形療法設(shè)備（IMAT)，其中，替代使用轉(zhuǎn)動(dòng)扇形(fan)射束，不同形狀的轉(zhuǎn)動(dòng)錐 形射束用來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度調(diào)制。設(shè)備10還可以是使用多個(gè)弧的簡(jiǎn)化的強(qiáng)度調(diào)制弧形療法 (S頂AT)設(shè)備、或者掃窗弧形療法設(shè)備(SWAT)，其中，(MLC)葉片位置在轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下掃掠穿 過(guò)靶計(jì)劃體積(TPV)。設(shè)備10還可以是體積調(diào)制弧形療法(VMAT)設(shè)備，其中劑量率、射束孔 隙形狀和轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以連續(xù)變化以向靶計(jì)劃體積(TPV)提供所規(guī)定的劑量。
[0034]設(shè)備10還包括用于獲取數(shù)字圖像以用于射野劑量驗(yàn)證的射野劑量成像設(shè)備20。射 野劑量成像設(shè)備20可以是電子射野成像設(shè)備(EPID)。射野劑量成像設(shè)備20可以被放置在不 同位置處，諸如例如，在治療床1的頂部上或者附接到加速器頭部2。射野劑量成像設(shè)備20能 夠生成即時(shí)2D數(shù)字信息。它可以是基于相機(jī)的設(shè)備(諸如基于相機(jī)的(EPID))或者基于非晶 硅的設(shè)備(諸如非晶硅(EPIDDJEPIDUO還可以是基于(XD相機(jī)的(EPID)，其實(shí)際上是例如 同時(shí)整合停滯時(shí)間介于大約0. lms的所獲取的幀之間的劑量測(cè)定器(dosimeter)的陣列。另 一備選是平板成像器(或非晶硅EPID)，其提供了良好的圖像質(zhì)量、高光學(xué)傳遞效率、大成像 區(qū)域和放射抗性。
[0035]可以使用的示例性非晶硅成像設(shè)備是aSilOOOEPID成像器，其具有在40X30cm2有 源檢測(cè)器區(qū)域4中布置的光敏非晶硅光電二極管陣列，并且具有最大幀速率為9.574fps，每 一幀是檢測(cè)器元件的掃描。平板成像器通常由圖像元素(像素)組成，該圖像元素寄存落在 它們上的放射量并且將所接收的放射量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)數(shù)量的電子。電子被轉(zhuǎn)換成使用成像設(shè) 備20或計(jì)算機(jī)40進(jìn)一步處理的電信號(hào)。這樣的配置（即，與（多個(gè))治療源相對(duì)定位的（多個(gè)） 數(shù)字成像檢測(cè)器)提供連續(xù)且立即捕獲從每個(gè)弧形場(chǎng)段傳送的和/或在連續(xù)弧形射束遞送 期間的治療放射的能量和強(qiáng)度的能力，以便生成數(shù)字化的X射線測(cè)量的二維(2D)圖像。因?yàn)?射野劑量成像設(shè)備20生成即時(shí)2D數(shù)字信息，所以它便于以任何臺(tái)架角度進(jìn)行2D劑量測(cè)定。 [0036]計(jì)算機(jī)40包括典型的硬件(諸如處理器）以及用于運(yùn)行各種軟件程序和/或通信應(yīng) 用程序的操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可以包括操作以與放射療法設(shè)備10通信的軟件程序，并且該軟 件程序還可操作以從任何外部的軟件程序和硬件來(lái)接收數(shù)據(jù)。該計(jì)算機(jī)40還可以包括適于 由醫(yī)療人員訪問(wèn)的任何合適的輸入/輸出設(shè)備、以及I/0接口、存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)、鼠 標(biāo)、監(jiān)視器、打印機(jī)、掃描儀等。計(jì)算機(jī)40還可以與其它計(jì)算機(jī)和放射療法系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。放射療 法設(shè)備10和計(jì)算機(jī)40兩者均可以與網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器通信。該計(jì)算機(jī)40還適于在不 同的醫(yī)療設(shè)備之間傳遞醫(yī)療圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0037]系統(tǒng)100還可以包括包含編程指令的多個(gè)模塊，其互相通信并且當(dāng)被執(zhí)行時(shí)如本 文所討論的使系統(tǒng)100執(zhí)行與放射療法/手術(shù)有關(guān)的不同功能。例如，系統(tǒng)100可以包括:治 療計(jì)劃模塊，該治療計(jì)劃模塊可操作以基于由醫(yī)療人員輸入系統(tǒng)的多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)生成用于患 者5的治療計(jì)劃，治療計(jì)劃包括所預(yù)測(cè)的放射劑量分布；患者定位模塊，其可操作以針對(duì)特 定放射療法治療相對(duì)于臺(tái)架7的等中心點(diǎn)定位并對(duì)準(zhǔn)患者5;圖像獲取模塊，其可操作以指 令放射療法設(shè)備10在放射療法治療之前和/或在放射療法治療期間獲取患者5的圖像（即， 體內(nèi)圖像），和/或指令其它成像設(shè)備或系統(tǒng)獲取患者5的圖像。
[0038] 系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括:治療遞送模塊，其可操作以指令放射療法設(shè)備10在患者 5處于或不處于適當(dāng)位置的情況下遞送治療計(jì)劃；轉(zhuǎn)換模塊，其可操作以將2D射野圖像 (EPI)轉(zhuǎn)換成2D射野劑量;分析模塊，其可操作以計(jì)算所預(yù)測(cè)的和所測(cè)量的劑量分布之間的 比較;選擇模塊，其可操作以基于選擇標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇用于劑量評(píng)價(jià)的測(cè)量點(diǎn)；評(píng)價(jià)模塊，其基 于適用于不同的點(diǎn)的不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)用于劑量差異的測(cè)量點(diǎn)；計(jì)算模塊，其可操作 以計(jì)算劑量遞送誤差；以及執(zhí)行模塊，其可操作以初始化停止放射過(guò)程、或者向醫(yī)師發(fā)送警 報(bào)信號(hào)、或者發(fā)起報(bào)警程序。例如，這些模塊可以用C或C++編程語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)。用于執(zhí)行如本文 所描述的本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼還可以用其它編程語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)。
[0039] 作為對(duì)質(zhì)量控制協(xié)議的一部分，對(duì)于治療前射野劑量測(cè)定驗(yàn)證，在開(kāi)始患者治療 之前驗(yàn)證由治療場(chǎng)遞送的放射劑量分布?；颊咧委煱?根據(jù)所規(guī)定的遞送治療計(jì)劃用治 療射束(即例如，X射線)照射患者。
[0040] 在治療階段之前，使用治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)開(kāi)發(fā)所規(guī)定的遞送方案，并且包括:使 用特殊的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)方案以最佳地照射腫瘤并且從不同的角度和平面將到周?chē)恼?常組織的劑量最小化。首先，使用計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT)、錐形射束CBCT、核磁共振成像 (MRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)、3D轉(zhuǎn)動(dòng)血管造影(3DRA)或超聲技術(shù)中的任一項(xiàng)來(lái)構(gòu)建 感興趣區(qū)域(頭部、身體等）中的解剖結(jié)構(gòu)的精確的三維(3D)映射圖。這確定了解剖結(jié)構(gòu)內(nèi) 的靶的準(zhǔn)確坐標(biāo)，即，將腫瘤或異常定位在身體內(nèi)并且限定其準(zhǔn)確形狀和大小。例如，為了 獲得CT圖像，機(jī)動(dòng)臺(tái)子通過(guò)CT成像系統(tǒng)中的圓形開(kāi)口移動(dòng)患者。當(dāng)患者通過(guò)CT成像系統(tǒng)時(shí)， X射線源圍繞圓形開(kāi)口內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。單次轉(zhuǎn)動(dòng)花費(fèi)大約1秒。X射線源產(chǎn)生用來(lái)照射患者身體的 一段(segment)的狹窄的扇形X射線射束。扇形射束的厚度可以小至1毫米或者大至10毫米。 在典型的檢查中有幾個(gè)階段，每個(gè)階段由X射線管?chē)@配合臺(tái)子通過(guò)圓形開(kāi)口移動(dòng)的患者 的10~50次轉(zhuǎn)動(dòng)組成?；颊呖梢越邮赵煊安牧系淖⑷?，以便于血管結(jié)構(gòu)的可視化。
[0041]患者的出口側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(諸如EPID)記錄從作為X射線源的一個(gè)位置 (角度)處的X射線"快照(snap sho t) "被照射的患者身體的段離開(kāi)的X射線。在一個(gè)完整的轉(zhuǎn) 動(dòng)期間收集許多不同的"快照"（角度）。然后，對(duì)于X射線源的每個(gè)完整的轉(zhuǎn)動(dòng)，向計(jì)算機(jī)發(fā) 送數(shù)據(jù)以將所有的個(gè)體"快照"重建成內(nèi)部器官和組織的橫截面圖像(切片）。可以從用檢測(cè) 器檢測(cè)到的吸收信號(hào)計(jì)算CT圖像，而源和檢測(cè)器通過(guò)背投影環(huán)繞在患者周?chē)?。為此，所檢測(cè) 的信號(hào)的強(qiáng)度從檢測(cè)器投影回到源并且在X射線照射的對(duì)象區(qū)域中重疊。
[0042 ]治療計(jì)劃基于個(gè)體患者的解剖特點(diǎn)。解剖特點(diǎn)包括外部幾何結(jié)構(gòu)、定位、腫瘤和有 風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官的范圍、以及組織密度的變化。解剖描述（即，解剖模型)可以例如從該 組CT圖像(或MRI、SPECT、PET等）中推導(dǎo)出，但還可以使用與模擬器圖像組合的一組輪廓。如 圖2所示，基于CT圖像和/或輪廓，生成指定TPS中的患者解剖的解剖結(jié)構(gòu)（即，點(diǎn)、輪廓、和體 積）。每個(gè)解剖描述唯一鏈接到一個(gè)或多個(gè)射束布置。
[0043]然后，計(jì)算用于放射射束的運(yùn)動(dòng)路徑以遞送將包括有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官(0AR) 的位置和類(lèi)型的多種醫(yī)療約束考慮在內(nèi)的外科醫(yī)生認(rèn)為可以接受的劑量分布。0AR是位于 靠近必須嚴(yán)格約束用于其的放射劑量的靶的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。用放射對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的過(guò)度劑量可能 導(dǎo)致醫(yī)療并發(fā)癥。0AR還被稱(chēng)為"敏感結(jié)構(gòu)"或"關(guān)鍵結(jié)構(gòu)"。在該階段期間，專(zhuān)家小組使用特 殊的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)治療計(jì)劃，以通過(guò)設(shè)計(jì)放射射束以從不同的角度和平面會(huì)聚在靶區(qū)域 上最佳地照射腫瘤并且將到周?chē)恼＝M織和0AR的劑量最小化。治療計(jì)劃包括用于計(jì)算 以遞送治療醫(yī)師認(rèn)為可以接受的劑量分布的放射射束的軌跡(運(yùn)動(dòng)路徑）。基于以下知識(shí)來(lái) 開(kāi)發(fā)射束軌跡:解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的靶的準(zhǔn)確坐標(biāo)、鄰近靶的0AR的準(zhǔn)確坐標(biāo)、不直接鄰近靶但是 對(duì)其而言甚至少許劑量也會(huì)是有害的0AR的坐標(biāo)、以及身體內(nèi)的腫瘤或異常的準(zhǔn)確形狀和 大小。
[0044] 放射治療計(jì)劃的目標(biāo)包括均勻性、一致性、避免性(avo idance)和簡(jiǎn)單性。均勻性 要求是要照射特定劑量水平內(nèi)的腫瘤體積。對(duì)于治療計(jì)劃而言重要的是在靶上具有均勻的 劑量分布，以使"冷點(diǎn)（coldspots)"可以被最小化。"冷點(diǎn)"是在其所需劑量水平下接收的結(jié) 構(gòu)的一部分，諸如例如，器官、腫瘤或組織。另一方面，術(shù)語(yǔ)"熱點(diǎn)(hot spot)"用來(lái)表示其接 收比所需劑量水平更高的結(jié)構(gòu)的一部分。一致性要求用來(lái)實(shí)現(xiàn)靶劑量控制，同時(shí)將對(duì)OARS 者健康正常組織的損傷最小化。避免性要求可以是限制遞送給0AR的劑量。簡(jiǎn)單性要求是要 提供盡可能簡(jiǎn)單的治療計(jì)劃。簡(jiǎn)單的治療計(jì)劃通常減少治療時(shí)間以及實(shí)施誤差。在優(yōu)化治 療計(jì)劃中，感興趣區(qū)域的三維體積可以由體素網(wǎng)格表示，并且治療計(jì)劃可以包括從放射源 到每個(gè)體素的所期望的劑量分布。治療計(jì)劃也可以包括醫(yī)師感興趣的該組器官幾何結(jié)構(gòu)、 以及用于每個(gè)感興趣器官所期望的劑量水平。
[0045] 為了優(yōu)化弧形遞送治療計(jì)劃(對(duì)于弧形療法，軌跡可以是由治療臺(tái)架繞患者轉(zhuǎn)動(dòng) 形成的弧形的，通常單個(gè)360度或單個(gè)180度旋轉(zhuǎn)），在治療計(jì)劃過(guò)程一開(kāi)始，可以指定沿著 軌跡的若干個(gè)控制點(diǎn)。每個(gè)控制點(diǎn)與一組治療參數(shù)相關(guān)聯(lián)，包括但不限于一組(MLC)葉片位 置、(MLC)形狀、臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)速度、臺(tái)架位置、劑量率、和/或任何其它參數(shù)?？梢砸匀魏畏奖愕?方式設(shè)定控制點(diǎn)的數(shù)量和位置，諸如但不限于，通過(guò)使用治療計(jì)劃軟件或通過(guò)系統(tǒng)操作員。 在示例性實(shí)施例中，軌跡可以包括單個(gè)180度的弧形軌跡和大約177個(gè)順序控制點(diǎn)，其意味 著有線性加速器(2)應(yīng)該符合其以便遞送所計(jì)劃的治療的177種配置?；谥委焻?shù)，針對(duì) 每個(gè)控制點(diǎn)，通過(guò)任意數(shù)量的技術(shù)(諸如但不限于，筆形射束卷積或者任何其它合適的算 法)計(jì)算治療體積內(nèi)的劑量分布。使用實(shí)際射野成像參數(shù)(包括場(chǎng)大小、CIAO(完全照射的孔 隙輪廓)孔隙、監(jiān)視器單元(MU)的總數(shù)量、臺(tái)架角度、準(zhǔn)直器角度、床角度和能量)計(jì)算劑量 分布。
[0 04 6 ] -旦完成治療計(jì)劃，患者的0 A R和祀幾何結(jié)構(gòu)以及治療計(jì)劃參數(shù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī) 40的數(shù)據(jù)庫(kù)中以備將來(lái)使用。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息可以用作基于知識(shí)的計(jì)劃模型的基 礎(chǔ)?；谥R(shí)的模型包含用于某種類(lèi)型的患者的劑量和體積信息。然后，該患者中的體積和 劑量之間的關(guān)系可以應(yīng)用于將來(lái)情況?；谥R(shí)的模型使臨床醫(yī)生能夠使用來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的 劑量和患者解剖結(jié)構(gòu)信息，以估計(jì)新患者中的劑量分布以及反映優(yōu)選的治療方法和協(xié)議。 [0047]可替代地，可以通過(guò)使用患者的0AR、靶幾何結(jié)構(gòu)和先前所計(jì)劃的類(lèi)似患者的數(shù)據(jù) 庫(kù)基于先前所生成的基于知識(shí)的模型來(lái)生成用于當(dāng)前患者的治療計(jì)劃。
[0048] 一旦完成治療計(jì)劃，用于每個(gè)段的放射劑量分布與對(duì)應(yīng)的臺(tái)架角度、（MLC)配置、 和從系統(tǒng)的RTPLAN文件提取的監(jiān)視器單元(MU)相關(guān)聯(lián)。RTPLAN是治療計(jì)劃模塊，其可以包 括與處理器40相關(guān)聯(lián)的多個(gè)放射療法(RT)模塊，其一起工作以在治療過(guò)程(治療中）之前或 期間滿(mǎn)足傳遞治療計(jì)劃的要求。這些模塊可以包括關(guān)于一般治療計(jì)劃、處方、耐受表、患者 設(shè)置、分次(fraction)方案、射束等的信息。通過(guò)從RTPLAN文件提取用于每個(gè)控制點(diǎn)的臺(tái)架 角度、(MLC)配置和監(jiān)視器單元(MU)并且將所提取的參數(shù)與用于每個(gè)段的對(duì)應(yīng)的計(jì)算的劑 量分布相關(guān)聯(lián)，可以生成用于每個(gè)段/場(chǎng)的所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像。
[0049]可以應(yīng)用各種方法來(lái)生成所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像，即，用于位于連續(xù)控制點(diǎn)之間 的弧形段的所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像。例如，先前所確定的射野劑量圖像預(yù)測(cè)(PDIP)算法(諸 如在商業(yè)上用于Varian系統(tǒng)的那個(gè))可以用來(lái)基于理論TPS光子強(qiáng)度矩陣、主準(zhǔn)直器位置和 總的監(jiān)視器單元(MU)計(jì)算所預(yù)測(cè)的劑量圖像?？商娲?，基于在Pinnacle TSP中使用的能 量通量模型的EPID劑量預(yù)測(cè)模型還可以用來(lái)生成所預(yù)測(cè)的圖像。在又一個(gè)實(shí)施例中，可以 基于從所獲得的CT圖像推導(dǎo)出的預(yù)測(cè)算法生成所預(yù)測(cè)的圖像。在這樣的情況下，如在計(jì)劃 CT掃描中觀察到的患者幾何結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換成等同的均勻幻像，并且執(zhí)行一有限組的EPID測(cè)量 以推導(dǎo)出該模型的輸入?yún)?shù)。然后，保存所推導(dǎo)出的模型以備將來(lái)使用。在一個(gè)備選實(shí)施例 中，基于預(yù)測(cè)算法生成所預(yù)測(cè)的圖像，該預(yù)測(cè)算法基于患者的計(jì)劃CT掃描并且基于如在治 療計(jì)劃中確定的照射幾何結(jié)構(gòu)用作參數(shù)數(shù)據(jù)。在又一實(shí)施例中，可以使用基于通量的預(yù)測(cè) 模型，其利用Monte Carlo模擬和MLC的linac特定的工程簡(jiǎn)圖來(lái)創(chuàng)建預(yù)測(cè)模型。使用EPID特 定的劑量?jī)?nèi)核的疊加將能量通量轉(zhuǎn)換成劑量。使用Monte Carlo計(jì)算的散射通量?jī)?nèi)核來(lái)近 似來(lái)自患者或幻像的散射。預(yù)測(cè)模型被再次保存以備將來(lái)使用。在又一實(shí)施例中，射野劑量 圖像預(yù)測(cè)(PDIP)軟件(諸如在Varian Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)中使用的那個(gè))還可以用來(lái)生 成所預(yù)測(cè)的圖像。在又一實(shí)施例中，如通過(guò)引用整體并入本文的由Van Esch等人在 "Optimized Varian aSi portal dosimetry:development of datasets for collective use"所描述的預(yù)測(cè)算法可以用來(lái)生成所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像。任何其它預(yù)測(cè)算法可以用來(lái) 生成所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像。該算法和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)（即，照射幾何結(jié)構(gòu)、照射場(chǎng)和照射能 量)也可能被組合在數(shù)據(jù)集中以備后來(lái)使用。
[0050] 通過(guò)生成用于每一段/場(chǎng)的所預(yù)測(cè)的劑量圖像，獲得2D預(yù)測(cè)射野劑量圖像的序列。 用于單個(gè)射束的各種段可以被整合成每射束（即，每臺(tái)架角度）的單個(gè)2D數(shù)字圖像。所生成 的預(yù)測(cè)射野劑量的圖像序列可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)處理器40中。
[0051] 對(duì)于IMRT，MLC用來(lái)將放射射束成形成每射束角度的多個(gè)段，從而創(chuàng)建不同強(qiáng)度的 通量映射圖。遞送時(shí)，三維(3D)中求和通量調(diào)制的射束以創(chuàng)建高度適形的劑量分布。這種技 術(shù)提高了用處方劑量覆蓋不規(guī)則形狀的腫瘤靶而避開(kāi)附近的正常組織和有風(fēng)險(xiǎn)器官有風(fēng) 險(xiǎn)器官的能力。為了創(chuàng)建這些適形劑量分布，IMRT利用將大型射束分成被稱(chēng)為"子射束 (beamlets)"的幾個(gè)較小射束的柵格(grid)的技術(shù)，并且子射束被賦予的強(qiáng)度權(quán)重介于總 射束強(qiáng)度的〇 %和100%之間。然后，子射束被組合以創(chuàng)建被稱(chēng)為強(qiáng)度映射圖的強(qiáng)度的圖案， 其表示從遞送劑量給靶并且避開(kāi)其它組織所需的該射束的特定入射角度輸出的放射。對(duì)在 MRT治療計(jì)劃中使用的射束的每一個(gè)射束執(zhí)行該過(guò)程，并且然后在3D中求和所有強(qiáng)度映射 圖以創(chuàng)建所期望的劑量分布。強(qiáng)度映射圖被轉(zhuǎn)換成用于每個(gè)射束的被稱(chēng)為段的可遞送的 MLC配置。然后，頂RT治療可以以步進(jìn)-拍攝(step-and-shoot)方法或者使用動(dòng)態(tài)方法被遞 送，在步進(jìn)-拍攝方法期間放射射束在段之間被關(guān)斷，在動(dòng)態(tài)方法期間放射射束保持開(kāi)啟而 MLC形成不同的段。
[0052]在治療計(jì)劃之后，在DIC0M-RT中導(dǎo)出包括CT圖像集在內(nèi)的治療計(jì)劃，該CT圖像集 包括處于治療位置的患者的3D圖像、解剖特點(diǎn)（諸如外部幾何結(jié)構(gòu)、定位、以及腫瘤和有風(fēng) 險(xiǎn)器官有風(fēng)險(xiǎn)器官的范圍）、以及組織密度的變化、和相關(guān)聯(lián)的解剖結(jié)構(gòu)（即，點(diǎn)、輪廓和在 TPS中指定患者解剖結(jié)構(gòu)的體積）。
[0053] 在治療計(jì)劃之后和在治療遞送之前，執(zhí)行作為質(zhì)量保證協(xié)議的一部分的本文中所 描述的治療前劑量驗(yàn)證。用于驗(yàn)證（用于治療前和治療中驗(yàn)證）的劑量測(cè)定方法可以包括： 非傳輸劑量測(cè)定，其包括確定檢測(cè)器、患者或幻像中的劑量，或在放射源和檢測(cè)器（即，幻像 或患者)之間沒(méi)有衰減介質(zhì)的情況下，基于測(cè)量來(lái)確定入射能量通量;傳輸劑量測(cè)定，其包 括確定檢測(cè)器、患者或幻像的位置處的劑量，或者基于通過(guò)患者或幻像傳送的放射來(lái)確定 入射能量通量;幻像中劑量測(cè)定，其包括確定幻像內(nèi)部的劑量(劑量可以在點(diǎn)、線、平面、或 幻像內(nèi)的體積處）；和體內(nèi)劑量測(cè)定，其包括測(cè)量或確定患者體內(nèi)的劑量(這可以侵入式地 (即，患者體內(nèi)）或者非侵入式地（即，患者身上或者距離患者一定距離)執(zhí)行，由此通過(guò)外推 獲得感興趣點(diǎn)處的體內(nèi)劑量）。
[0054] 可以用劑量計(jì)的不同配置在不同位置進(jìn)行劑量驗(yàn)證。當(dāng)電子射野劑量成像器 (EPID)用作劑量計(jì)時(shí)，以下劑量驗(yàn)證選項(xiàng)是可用的：
[0055] (a)非傳輸治療前劑量測(cè)定:在射束中沒(méi)有患者或幻像的情況下獲取用于每個(gè)場(chǎng) 的圖像，并且：
[0056] -比較所獲取的圖像(原始圖像或被轉(zhuǎn)換為劑量分布圖像)和在成像器(射野劑量 測(cè)定）的水平處所預(yù)測(cè)的EPID響應(yīng)或所預(yù)測(cè)的劑量圖像(PDI);或者
[0057]-比較在患者/幻像CT掃描（將圖像轉(zhuǎn)換成能量通量，用作用于劑量計(jì)算算法的輸 入）內(nèi)部重建的劑量和用患者/幻像CT掃描計(jì)算的方案。
[0058] (b)非傳輸治療劑量測(cè)定：在治療期間用位于源和患者之間的檢測(cè)器獲取用于每 個(gè)場(chǎng)的圖像，并且：
[0059]-比較所獲取的圖像(原始圖像或被轉(zhuǎn)換為劑量分布圖像)和在治療時(shí)間（射野劑 量測(cè)定)期間在成像器的水平處所預(yù)測(cè)的EPID響應(yīng)或所預(yù)測(cè)的劑量圖像(PDI);或者 [0060]-比較在患者/幻像CT掃描(將治療圖像轉(zhuǎn)換成能量通量，用作用于劑量計(jì)算算法 的輸入）內(nèi)部重建的劑量和用患者/幻像CT掃描計(jì)算的方案。
[0061] (c)傳輸治療劑量測(cè)定：用位于患者或者幻像后面的檢測(cè)器獲取用于每個(gè)場(chǎng)的圖 像，并且：
[0062] -比較所獲取的圖像(原始圖像或被轉(zhuǎn)換為劑量分布圖像)和在患者/幻像(射野劑 量測(cè)定)后面在成像器的水平處所預(yù)測(cè)的EPID響應(yīng)或所預(yù)測(cè)的劑量圖像(PDI);或者 [0063]-比較在患者CT掃描（或者背投影初級(jí)信號(hào)（使用基于校正的算法)或者將圖像轉(zhuǎn) 換成能量通量，用作用于劑量計(jì)算算法的輸入）內(nèi)部重建的劑量和用患者CT掃描計(jì)算的方 案。
[0064] 在示例性實(shí)施例中，治療前劑量測(cè)定驗(yàn)證過(guò)程包括:按照治療計(jì)劃在沒(méi)有患者的 情況下將放射射束遞送到EPID 20上，測(cè)量所遞送的放射劑量，并且比較所測(cè)量的劑量和所 預(yù)測(cè)的劑量。可以通過(guò)評(píng)價(jià)針對(duì)靶體積內(nèi)少數(shù)顯著點(diǎn)、患者的2D輪廓或圖像上方的點(diǎn)的柵 格、或覆蓋患者的解剖結(jié)構(gòu)的3D點(diǎn)陣列的劑量分布來(lái)驗(yàn)證劑量分布。
[0065] 在操作中，對(duì)于每個(gè)治療射束，在用以所計(jì)劃的臺(tái)架角度Θ的放射射束進(jìn)行完全放 射遞送期間獲取EPID圖像。當(dāng)線性加速器2繞臺(tái)架7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，EPID 20從不同投影角度(0彡Θ <360°)接收數(shù)據(jù)。EPID 20從每段中收集所傳送的放射。整合用于單個(gè)射束的各種段并且 生成每射束（即，每臺(tái)架角度)單個(gè)2D數(shù)字圖像。原始2D圖像被發(fā)送到計(jì)算機(jī)40用于進(jìn)一步 處理?？梢栽跊](méi)有同步射束脈沖和EPID讀出的情況下以連續(xù)劑量測(cè)定方式捕獲EPID圖像， 以便提供多個(gè)原始2D射野圖像（即，熒光檢查圖像序列）。系統(tǒng)100還可以包括幀捕捉卡 (grabber card，未示出）和相關(guān)聯(lián)的硬件和軟件工具(未示出），該硬件和軟件工具在應(yīng)用 任何校正之前允許原始圖像幀從EPID被直接導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)40。系統(tǒng)100還包括被配置成將 所獲取的圖像幀與治療信息（即，方案識(shí)別、方案參數(shù)等)相關(guān)聯(lián)的同步模塊。因此，在治療 前驗(yàn)證期間，在沒(méi)有患者的情況下，對(duì)于每個(gè)弧形場(chǎng)段，使用電子射野劑量成像設(shè)備(EPID) 20獲取2D射野圖像(EPI)。作為實(shí)際治療但是患者不在射束中的情況下，在相同的條件下測(cè) 量每個(gè)射野圖像(EPI)。
[0066]所獲取的EPID圖像可以使用劑量測(cè)定校準(zhǔn)模型被轉(zhuǎn)換成2D絕對(duì)劑量圖像(PDI) (即，射野劑量圖像）。射野劑量圖像(PDI)表示EPID的平面處的絕對(duì)劑量分布，并且通過(guò)將 灰度像素值劑量轉(zhuǎn)換成劑量值或灰度像素值的模擬而被獲得。為了將射野圖像轉(zhuǎn)換成射野 劑量圖像，可以使用經(jīng)驗(yàn)或模擬模型的任一個(gè)。在第一模型中，EPID信號(hào)使用校準(zhǔn)的檢測(cè)器 (諸如但不限于水內(nèi)部的電離室、或小型幻像、或膜)被轉(zhuǎn)換成劑量。第二途徑通過(guò)Monte Carlo或其它實(shí)驗(yàn)?zāi)M技術(shù)模擬或建模檢測(cè)器響應(yīng)。該轉(zhuǎn)換提供了獨(dú)特的像素體素關(guān)系， 即，特定體素 Rxyz處的劑量和對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器像素或點(diǎn)RP1處的劑量之間的關(guān)系。如圖3所示，患 者體積中的每個(gè)體素與EPID平面中的特定點(diǎn)R P1(即，像素)相關(guān)聯(lián)。
[0067]通過(guò)將所測(cè)量的EPID圖像連續(xù)轉(zhuǎn)換成絕對(duì)射野劑量圖像(PDI)，獲得所測(cè)量的絕 對(duì)射野劑量圖像的序列。可以整合所測(cè)量的絕對(duì)射野劑量圖像的序列以生成每射束（即，每 臺(tái)架角度）的單個(gè)2D數(shù)字圖像。所生成的2D數(shù)字圖像可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)處理器40中。由于多 個(gè)所測(cè)量的射野劑量圖像表示不同的臺(tái)架角度Θ的一系列圖像點(diǎn)地點(diǎn)/位置，多個(gè)射野劑量 圖像可以被存儲(chǔ)為在具有圖像點(diǎn)的三維(3D)位置信息的陣列中映射的數(shù)據(jù)集，而射束遞送 角度是參數(shù)中的其中一個(gè)參數(shù)。所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像還可以存儲(chǔ)為在類(lèi)似于用于存儲(chǔ)多 個(gè)所測(cè)量的射野劑量圖像中的一個(gè)的在陣列中映射的數(shù)據(jù)集。
[0068] 如圖4所示，為了確定所測(cè)量的和所預(yù)測(cè)的劑量之間的差異，治療計(jì)劃數(shù)據(jù)和所測(cè) 量的射野劑量圖像首先被注冊(cè)(register)到單個(gè)坐標(biāo)系。這可以使用任何可用的程序(包 括例如MATLAB)進(jìn)行，其允許觀察并且分析標(biāo)準(zhǔn)格式的所有治療計(jì)劃。然后，使用射野成像 器記錄的所測(cè)量的劑量被注冊(cè)到CT圖像集。接著，在多個(gè)正交方向上通過(guò)靶體積取得劑量 簡(jiǎn)檔，并且評(píng)價(jià)每個(gè)簡(jiǎn)檔的所預(yù)測(cè)的和所測(cè)量的劑量之間的劑量變化。
[0069] 劑量差異還可以通過(guò)評(píng)價(jià)劑量分布來(lái)確定。用于每個(gè)射束的3D劑量分布可以通過(guò) 重建平行于EPID的多個(gè)平面中的患者體積內(nèi)的劑量來(lái)獲得。重建可以使用任何可用的重建 算法/模型來(lái)進(jìn)行。重建模型可以包括臺(tái)架角度以及作為變量的患者的位置和外部輪廓。為 了重建患者體積內(nèi)的劑量，所測(cè)量的射野劑量圖像首先被轉(zhuǎn)換成能量通量，然后通過(guò)重建 體積來(lái)背投影能量通量，隨后計(jì)算遞送給患者的3D劑量分布。
[0070] 伽瑪評(píng)價(jià)是通常用來(lái)定量比較劑量/劑量分布的方法。如圖4和圖5所示，伽瑪方法 使用所測(cè)量的和所預(yù)測(cè)的劑量/劑量分布之間的比較。圖5通過(guò)劑量分布疊加在來(lái)自計(jì)劃的 CT掃描數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)的切片上的通過(guò)等中心（白色標(biāo)記）的三個(gè)正交平面來(lái)圖示從EPID傳輸 圖像重建的3D劑量分布、來(lái)自TPS的所計(jì)劃的3D劑量分布、和所得的3D伽瑪分布。
[0071]通常，伽瑪評(píng)價(jià)方法將劑量差異標(biāo)準(zhǔn)和使其對(duì)于低劑量梯度區(qū)域和高劑量梯度區(qū) 域兩者而言是合適的方法的距離吻合(distance to agreement，DTA)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組合。劑量 分布可以細(xì)分為低劑量梯度區(qū)域和高劑量梯度區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有不同接受標(biāo)準(zhǔn)。例如，高 劑量梯度可以是定義為對(duì)于鄰近像素而言最大相對(duì)劑量差異高于10%的像素的區(qū)域。在高 劑量梯度區(qū)域中，計(jì)算或測(cè)量中的小空間誤差產(chǎn)生測(cè)量和計(jì)算之間的大劑量差異。因此，高 劑量梯度區(qū)域中的劑量差異可能是不重要的，并且距離吻合(DTA)分布的概念用來(lái)確定劑 量計(jì)算的可接受性。距離吻合（即，幾何）（DTA)標(biāo)準(zhǔn)（即，參數(shù))是展示相同劑量的所預(yù)測(cè)的 劑量分布中的所測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)和最近點(diǎn)之間的距離。
[0072] 為了使用伽瑪評(píng)價(jià)方法來(lái)確定劑量變化，通過(guò)比較所測(cè)量的劑量圖像中的每個(gè)點(diǎn) 和所預(yù)測(cè)的劑量圖像中的相同點(diǎn)來(lái)計(jì)算射野劑量圖像(PDI)之間的相對(duì)劑量差異。伽瑪評(píng) 價(jià)方法是使用接受標(biāo)準(zhǔn)將劑量分布比較聯(lián)合的技術(shù)?？山邮苄缘臏y(cè)量是劑量和物理距離兩 者之間的測(cè)量和所預(yù)測(cè)的點(diǎn)之間的多維距離。伽瑪值是用作未通過(guò)接受標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域中的不 吻合測(cè)量并且指示通過(guò)接受標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域中的計(jì)算質(zhì)量的數(shù)字質(zhì)量指數(shù)。下文的伽瑪值聯(lián)合 (uni ty)指示通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的吻合。用于劑量差異標(biāo)準(zhǔn)(DD)和幾何(距離吻合，DTA)標(biāo)準(zhǔn)的通 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通常分別為3%和3mm?；谶@些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算伽瑪值。因此，對(duì)于常規(guī)的雙分量伽瑪函 數(shù)，在所測(cè)量的劑量中取一個(gè)點(diǎn)，并且與在落入由（DTA)限定的幾何搜索框之內(nèi)的所預(yù)測(cè)的 劑量中的所有點(diǎn)進(jìn)行比較。具有最低伽瑪指數(shù)的所預(yù)測(cè)的劑量中的點(diǎn)被認(rèn)為是最佳匹配。
[0073] 對(duì)于兩個(gè)靜態(tài)3D劑量分布，所預(yù)測(cè)的并且因此被標(biāo)記為參照劑量(或搜索劑量)的 劑量、以及被標(biāo)記為比較劑量的所測(cè)量的劑量，可以經(jīng)由等式1獲得比較劑量中的點(diǎn)P_的 伽瑪指數(shù)（γ):
[0074]
[0075] 其中，Pcom是比較劑量中的體素的固定幾何點(diǎn)；spref是參照劑量中的搜索球 (search sphere)€K其半徑= DTA)內(nèi)的任何點(diǎn);(1(口_，8口1^)和5(卩。。111，81)1^)分別為點(diǎn)口。。1 11和 SpPred之間的幾何距離和劑量差異。計(jì)算搜索球#中的每個(gè)體素的指數(shù)γ并且最低值保持為 用于點(diǎn)Ρ。?的值γ。對(duì)于所測(cè)量的劑量中的每個(gè)體素，重復(fù)該過(guò)程，直至產(chǎn)生與所測(cè)量的劑 量相同的維度的3D伽瑪（γ )指數(shù)為止。
[0076] 在高梯度區(qū)域中，伽瑪評(píng)價(jià)參數(shù)△ X和△ y分別用來(lái)確定位移，其中，△ X和△ y分別 是在水平和垂直方向上所測(cè)量的和所預(yù)測(cè)的劑量點(diǎn)之間的空間距離。在低梯度區(qū)域中，劑 量直接與放置在所測(cè)量的和所計(jì)算的劑量之間的差異上的接受公差比較。如果最大相對(duì)劑 量差異低于所有相鄰像素的大約5%，則像素被選擇為低劑量梯度。為了確定劑量變化，通 過(guò)比較所測(cè)量的劑量分布中的每個(gè)點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的劑量分布中的相同點(diǎn)來(lái)計(jì)算兩個(gè)roi的之 間的相對(duì)劑量差異。
[0077] 伽瑪值或距離度量Γ是用作未通過(guò)接受標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域中的不吻合測(cè)量并且指示通 過(guò)接受標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域中的計(jì)算質(zhì)量的數(shù)字質(zhì)量指數(shù)。用于劑量差異準(zhǔn)則(DD)和距離吻合標(biāo)準(zhǔn) (DTA)的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通常分別為3%和3mm。伽瑪值Γ被計(jì)算并且與這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
[0078] 用于確定將劑量差異和距離標(biāo)準(zhǔn)兩者考慮在內(nèi)的接受標(biāo)準(zhǔn)的方法的一般表示如 下：
[0079]
[0080]
[0081] 5(rp,rm) =DP(rP)-Dm(rm) (4)
[0082] 其中，r是所預(yù)測(cè)的射野劑量分布中的預(yù)測(cè)點(diǎn)&和所測(cè)量的劑量分布中的對(duì)應(yīng)的 測(cè)量點(diǎn)rm之間的空間距離;X和Y表示沿著測(cè)量平面的X軸和Y軸（即，水平方向和垂直方向） 的預(yù)測(cè)點(diǎn)^和測(cè)量點(diǎn)^的空間位置，而&和&分別指示沿著預(yù)測(cè)點(diǎn)〇和測(cè)量點(diǎn)軸的位 置，并且^和5^分別指示沿著預(yù)測(cè)點(diǎn)rdP測(cè)量點(diǎn)rWY軸的位置;δ指示劑量測(cè)定差異，即，所 預(yù)測(cè)的和所測(cè)量的分布劑量值之間的差異，而D P表示預(yù)測(cè)劑量值并且0"表示測(cè)量劑量值。計(jì) 算測(cè)量圖像中的特定預(yù)測(cè)點(diǎn)的伽瑪值Γ。比較相同的預(yù)測(cè)點(diǎn)與測(cè)量圖像中的其它點(diǎn)。對(duì)于 所有的點(diǎn)，伽瑪值Γ被計(jì)算并且這些值的最小值是屬于預(yù)測(cè)點(diǎn)r P的伽瑪指數(shù)或伽瑪誤差值 Y ：
[0083]
[0084] 這意味著伽瑪值是該組評(píng)價(jià)值中的最小廣義伽瑪值Γ。對(duì)于預(yù)測(cè)圖像中的所有的 點(diǎn)，進(jìn)行該計(jì)算。因此，確定了伽瑪函數(shù)γ。通過(guò)-未通過(guò)(pass-fail)標(biāo)準(zhǔn)然后通過(guò)以下各 項(xiàng)進(jìn)行確定：
[0085] γ (rPXl，計(jì)算通過(guò)(6)
[0086] γ (rP)>l，計(jì)算未通過(guò)(7)
[0087]這意味著如果伽瑪指數(shù)γ小于或等于1，則測(cè)量點(diǎn)在接受的橢球內(nèi)并且當(dāng)與計(jì)算 劑量可接受地吻合時(shí)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。在測(cè)量分布中的所有的點(diǎn)處找到伽瑪指數(shù)，并且通過(guò)的點(diǎn) 的百分比可以用來(lái)評(píng)估測(cè)量劑量和預(yù)測(cè)劑量之間的總體吻合。通常，如果至少大約90%~ 98%的評(píng)價(jià)點(diǎn)通過(guò)單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，即例如，通過(guò)3 %的DD和3mm的DTA，則所遞送的劑量被認(rèn) 為是與預(yù)測(cè)劑量吻合，并且質(zhì)量保證測(cè)量被接受。
[0088]用單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)所有點(diǎn)的缺點(diǎn)（即例如，對(duì)所有的點(diǎn)應(yīng)用相同的DD和DTA通過(guò) 值)是每個(gè)點(diǎn)（而不管它表示關(guān)鍵器官、靶或健康組織中的劑量強(qiáng)度)正在被相同地評(píng)價(jià)。因 此，如果單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于寬松，即，用于劑量DD和距離吻合DTA標(biāo)準(zhǔn)的值過(guò)高，則即使現(xiàn)有 的劑量差別(discrepancy)對(duì)于關(guān)鍵器官可能太多（例如，在關(guān)鍵器官中生成的熱點(diǎn)的后果 比在靶或健康組織中的熱點(diǎn)嚴(yán)重得多），點(diǎn)和最終的治療計(jì)劃也可以通過(guò)劑量檢查（即，通 過(guò)伽瑪指數(shù)）。另一方面，如果單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于嚴(yán)格，即，用于劑量DD和距離吻合DTA標(biāo)準(zhǔn) 的值太低，則即使所檢測(cè)的劑量差別可能不會(huì)對(duì)患者具有任何有害影響，點(diǎn)和最終的治療 計(jì)劃可能未通過(guò)劑量檢查。在這樣的情況下，如果根據(jù)方案遞送，則即使劑量不會(huì)傷害患 者，治療計(jì)劃也可能未通過(guò)質(zhì)量保證。
[0089] 替代使用單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)測(cè)量平面中的點(diǎn)，在本公開(kāi)中，應(yīng)用一種方法，由此使 用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)不同的點(diǎn)。因此，一些點(diǎn)可以使用嚴(yán)格的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，而一 些點(diǎn)可以使用較不嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以使用比用來(lái)評(píng) 價(jià)與靶或正常組織相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。另一方面，與靶相 關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以使用比與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更不嚴(yán)格、但比用來(lái)評(píng)價(jià)與正常組織相 關(guān)聯(lián)的點(diǎn)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0090] 可替代地，與靶和正常組織相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以使用可能與用于評(píng)價(jià)與關(guān)鍵器官相關(guān) 聯(lián)的點(diǎn)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相比更不嚴(yán)格的相同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0091] 可替代地，與關(guān)鍵器官和靶相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以使用比用于與正常組織相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)的 伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的相同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0092] 在備選實(shí)施例中，每個(gè)點(diǎn)可以使用其自身的伽瑪基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，每個(gè)點(diǎn)可以 使用對(duì)應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。伽瑪標(biāo)準(zhǔn)可以彼此不同。
[0093] 在備選實(shí)施例中，與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以利用第一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且 與靶相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以利用第二評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，第一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基于預(yù)先確定的最 小絕對(duì)劑量值，并且第二評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基于預(yù)先確定的最大絕對(duì)劑量值。
[0094] 在備選實(shí)施例中，與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以利用第一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，與靶 相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)可以利用第二評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且可以基于第三評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)與正常組織 相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)，其中，第一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基于預(yù)先確定的最小絕對(duì)劑量值，第二評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基于預(yù)先 確定的最大絕對(duì)劑量值，并且第三評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基于介于最大絕對(duì)劑量值和最小絕對(duì)劑量值之 間的絕對(duì)劑量值。
[0095] 在示例性實(shí)施例中，應(yīng)用評(píng)價(jià)方法，其中，測(cè)量平面中的點(diǎn)rpi使用對(duì)應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，例如，劑量分布圖像中的一些點(diǎn)r pi可以使用第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)丫:進(jìn)行評(píng)價(jià)，其 中，通過(guò)誤差值是a%的DD并且b mm的DTA，一些點(diǎn)rPi可以使用第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)γ 2進(jìn)行評(píng)價(jià)， 其中，通過(guò)誤差值是a'%的DD并且Vmm的DTA，并且一些點(diǎn)rpi可以使用第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)γ 3進(jìn) 行評(píng)價(jià)，其中，例如通過(guò)誤差值是a〃％的DD并且b〃mm的DTA。用于劑量差異的值a-a〃的范圍 可以例如是2%~4%，并且用于距離吻合標(biāo)準(zhǔn)的值b-b〃的范圍可以例如是2mm~4mm。不同 的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量和所公開(kāi)的相關(guān)聯(lián)的通過(guò)誤差值的數(shù)量?jī)H僅是示例性的，并且可以使用 任何數(shù)量的不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)和任何數(shù)量的通過(guò)誤差值組合。對(duì)于測(cè)量平面中的不同的點(diǎn)使 用不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)會(huì)增加劑量誤差評(píng)價(jià)的靈活性，并且因此增加關(guān)鍵熱點(diǎn)檢測(cè)（即，用于其 的檢測(cè)遠(yuǎn)比其它點(diǎn)更為關(guān)鍵的熱點(diǎn)）的準(zhǔn)確度。
[0096] 因此，對(duì)于每個(gè)點(diǎn)rpi，伽瑪值Γ ,被計(jì)算并且這些值的最小值表示屬于預(yù)測(cè)點(diǎn)rpi的 伽瑪指數(shù)或者伽瑪誤差值γ:
[0097]
[0098]
[0099]
[0100] Ο I, rPi, rmi ； = Up I, rP i; -Um I, rmi) 、丄丄；
[0101] 其中，r是所預(yù)測(cè)的射野劑量分布中的預(yù)測(cè)點(diǎn)rpi和所測(cè)量的劑量分布中的對(duì)應(yīng)的 測(cè)量點(diǎn)rml之間的空間距離;X和Y表示沿著測(cè)量平面的X軸和Y軸（g卩，水平方向和垂直方向） 的預(yù)測(cè)點(diǎn)r pi和測(cè)量點(diǎn)rmi的空間位置，而Χρι和Xmi分別指示沿著預(yù)測(cè)點(diǎn) rpi和測(cè)量點(diǎn)^的乂軸 的位置，并且ypi和ymi分別指示沿著預(yù)測(cè)點(diǎn)r pi和測(cè)量點(diǎn)rmi的Y軸的位置;δ指示劑量測(cè)定差 異，即，所預(yù)測(cè)的和所測(cè)量的分布劑量值之間的差異，而D P表示預(yù)測(cè)劑量值并且0"表示測(cè)量 劑量值。計(jì)算測(cè)量圖像中的特定預(yù)測(cè)點(diǎn)rpi的伽瑪值1^，并且通過(guò)以下各項(xiàng)獨(dú)立地確定用于 每個(gè)點(diǎn)r Pi的通過(guò)-未通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)：
[0102] γ i(rPiXl，計(jì)算通過(guò)（12)
[0103] γ i(rPi)>l，計(jì)算未通過(guò)（13)
[0104] 由于伽瑪指數(shù)丫，對(duì)于所測(cè)量的分布劑量中的不同的點(diǎn)rpi可能不同，因此每個(gè)點(diǎn) rPi基于適合于特定點(diǎn)rPi的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。所測(cè)量的劑量分布圖像中的每個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)r Pi、 對(duì)應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ i )、用于劑量差異標(biāo)準(zhǔn)(DDi)的對(duì)應(yīng)的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)、以及對(duì)應(yīng)的距離吻合 標(biāo)準(zhǔn)(DTAi)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系因此可以被配置如下：
[0105] 表1
[0106]
[0107] 因此，所測(cè)量的劑量分布圖像中的每個(gè)點(diǎn)使用其自身的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γι)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 每個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ i)具有特定的劑量差異標(biāo)準(zhǔn)DDi和特定的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)DTAi，以使每個(gè)點(diǎn) (rpi)可以基于更嚴(yán)格或更寬松的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立地進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0108] 在示例性實(shí)施例中，不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)γ i和因此的用于相關(guān)聯(lián)的劑量差異〇〇4口距 離吻合DTAi的不同的值可以用來(lái)評(píng)價(jià)與不同解剖結(jié)構(gòu)(諸如靶(t)、關(guān)鍵器官(co)和正常組 織(nt))相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)r pi。如此，與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)rpi可以使用第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ。。)進(jìn)行 評(píng)價(jià)，與靶相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)r pi可以使用第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（yt)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且與健康正常的組織相 關(guān)聯(lián)的點(diǎn)rpi可以使用第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（y nt)進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)鍵器官可以包括其對(duì)放射的敏感度 使得從治療計(jì)劃接收的劑量與其耐受相比較為顯著的器官。關(guān)鍵器官可以包括緊鄰(接近） 靶的器官、以及還有雖然不是緊鄰靶但是具有非常低的耐受劑量的器官。關(guān)鍵器官的示例 包括但不限于脊髓、心臟、肺、眼眶、腮腺、眼晶體等。靶包括要被照射的腫瘤，并且正常組織 是圍繞靶的并且既不是靶也不是關(guān)鍵器官的健康組織。
[0109] 第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ。。)可以比第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（yt)和第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（ynt)更嚴(yán)格，并 且第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（Yt)可以比第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（Ynt)更嚴(yán)格。劑量差異標(biāo)準(zhǔn)(DD。。)和與第一伽 瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)(DTA。。)可以例如是2 %和2_，劑量差異標(biāo)準(zhǔn)(DDt)和 與第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)(DTAt)可以例如是3%和3_，劑量差異標(biāo)準(zhǔn) (DD nt)和與第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)(DTAnt)可以例如是4 %和4mm。用于 劑量差異的值和對(duì)應(yīng)的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)僅僅是示例性的，并且可以使用任何其它適用值和值 的組合。
[0110]因此，與關(guān)鍵器官的點(diǎn)(體素)相關(guān)聯(lián)的所測(cè)量的劑量分布中的點(diǎn)rpi(即，EPID的平 面中的像素)可以使用第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ。。)進(jìn)行評(píng)價(jià)，第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更適合于評(píng)估關(guān)鍵器官 中劑量誤差，與靶的點(diǎn)(體素)相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)rpi可以使用更適合于評(píng)估靶中的劑量誤差的第二 伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（yt)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且與正常組織的點(diǎn)（體素）相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)rpi可以利用更適合于評(píng) 價(jià)正常組織的第三伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ η?)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因?yàn)橛糜谠u(píng)估關(guān)鍵器官的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)比用于評(píng) 估靶和正常組織的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，所以該評(píng)價(jià)方法允許更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)治療劑量遞送。
[0111] 為了將測(cè)量平面中的點(diǎn)rPi與不同解剖結(jié)構(gòu)的點(diǎn)(體素)相關(guān)聯(lián)，解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的三維 點(diǎn)Rxyz使用任何適用的投影方法被投影到EPID的二維(2D)平面（即，測(cè)量平面)上。通過(guò)將三 維(3D)點(diǎn)R xyz投影到測(cè)量平面上，所投影的點(diǎn)Rxy沖的每個(gè)點(diǎn)將與測(cè)量平面內(nèi)的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)rpi 相關(guān)聯(lián)。要投影到測(cè)量平面上的點(diǎn)Rxyz的數(shù)量是可變的，并且可以包括點(diǎn)Rxyz的全部或一部 分，這些點(diǎn)R xyz包括在解剖結(jié)構(gòu)中。
[0112] 由于所投影的點(diǎn)Rxyz表示與靶、感興趣器官、或圍繞靶的健康組織相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)，所 以點(diǎn)Rxyz投影到其上的該點(diǎn)r pi將使用與相應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此， 如果投影點(diǎn)Rxyz是位于關(guān)鍵器官內(nèi)的點(diǎn)并且點(diǎn)R xyz投影到點(diǎn)rpl上，則點(diǎn)rpl將使用與關(guān)鍵器 官相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γ。。)進(jìn)行評(píng)價(jià)。如果投影點(diǎn)R xyz是位于靶內(nèi)的點(diǎn)并且點(diǎn)Rxyz投影到點(diǎn) rp2上，則點(diǎn)rp2將使用與靶相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（yt)進(jìn)行評(píng)價(jià)。另一方面，如果投影點(diǎn)R xyz是位 于健康正常的組織內(nèi)的點(diǎn)并且點(diǎn)Rxyz投影到點(diǎn)rp3上，則點(diǎn)r p3將使用與正常組織相關(guān)聯(lián)的伽 瑪標(biāo)準(zhǔn)（ynt)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0113] 如果相同的解剖結(jié)構(gòu)的多個(gè)點(diǎn)Rxyz投影到多個(gè)點(diǎn)rpi，則根據(jù)與該特定結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián) 的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)多個(gè)這些點(diǎn)r pi的每個(gè)點(diǎn)。另一方面，如果不同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)Rxyz投影 到測(cè)量平面中的單個(gè)點(diǎn) rpi上并且每個(gè)結(jié)構(gòu)與其自身的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)，則點(diǎn)rpi將使用與 投影到該點(diǎn)上的不同的解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的適用伽瑪標(biāo)準(zhǔn)之間的更嚴(yán)格的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng) 價(jià)。
[0114] 因此，劑量分布的評(píng)價(jià)可以被配置成取決于正在被評(píng)價(jià)的特定結(jié)構(gòu)。如表2所圖示 的，所測(cè)量的劑量分布圖像中的每個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)(r pi)、對(duì)應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)（γι)、用于劑量差異標(biāo) 準(zhǔn)(DDi)的對(duì)應(yīng)的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)、和對(duì)應(yīng)的距離吻合標(biāo)準(zhǔn)(DTAi)之間的關(guān)系可以被配置應(yīng)用如 下：
[0115] 表2
[0116]
[0117]
[0118] 所公開(kāi)的不同類(lèi)型的解剖結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的，并且可以使用任何數(shù)量的不同的 結(jié)構(gòu)和相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)。
[0119] 在備選實(shí)施例中，每種類(lèi)型的關(guān)鍵器官可以分配其自身的單獨(dú)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)。例如， 如果關(guān)鍵器官是脊髓，則其分配的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)可以與分配給不同的關(guān)鍵器官(諸如例如，肺或 心臟）的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)不同。在又一實(shí)施例中，每種類(lèi)型的靶和/或類(lèi)型的正常組織還可以分配 其自身的單獨(dú)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)聯(lián)的劑量和距離吻合值。
[0120] 關(guān)于用來(lái)評(píng)價(jià)不同的解剖結(jié)構(gòu)(諸如關(guān)鍵器官、靶和健康組織）的不同伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的 信息還可以存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)處理器40的數(shù)據(jù)庫(kù)中以備稍后使用。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息可以稍 后用來(lái)基于正在被評(píng)價(jià)的特定結(jié)構(gòu)使評(píng)價(jià)劑量分布的過(guò)程自動(dòng)化。在操作中，可以應(yīng)用如 圖6所示的過(guò)程S100用于評(píng)價(jià)到靶體積的放射劑量遞送。在步驟S1中，在患者沒(méi)有處于適當(dāng) 位置的情況下，根據(jù)治療計(jì)劃在治療射束遞送期間獲取射野劑量圖像。任選地，射野劑量圖 像可以在評(píng)價(jià)之前在S2中被轉(zhuǎn)換成放射劑量分布圖像。在步驟S3中，包含在治療前圖像中 所示的感興趣體積中的解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的點(diǎn)被投影到測(cè)量平面上。在步驟S4中，所測(cè)量的劑量 分布圖像中的每個(gè)點(diǎn)基于投影與解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。在步驟S5中，比較劑量分布圖像中的點(diǎn) 和所預(yù)測(cè)的劑量分布圖像中的相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)。在步驟S6中，使用與投影到該點(diǎn)上的解剖結(jié)構(gòu) 相關(guān)聯(lián)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)每個(gè)比較點(diǎn)。在步驟S7中，基于評(píng)價(jià)結(jié)果確定劑量遞送誤差。
[0121] 因此，使用過(guò)程S100,可以通過(guò)比較所生成的放射劑量分布圖像和對(duì)應(yīng)的所預(yù)測(cè) 的放射劑量分布圖像來(lái)評(píng)價(jià)到靶區(qū)域的放射劑量遞送，該比較包括：比較所生成的放射劑 量分布圖像中的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn);確定比較點(diǎn)之間的空間和劑 量差異;使用不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)比較點(diǎn)；并且基于評(píng)價(jià)結(jié)果確定劑量遞送是否可以接 受。
[0122] 如果所測(cè)量的放射劑量分布圖像中的預(yù)先確定數(shù)量的點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，則 放射劑量遞送被確定為是可接受的。點(diǎn)的預(yù)先確定數(shù)量的范圍可以是所測(cè)量的放射劑量分 布圖像中的評(píng)價(jià)點(diǎn)的總數(shù)量的大約90%~100%。如果放射劑量遞送被確定為是可接受的， 則放射治療進(jìn)行到下一場(chǎng)。如果不是，則放射治療停止。在進(jìn)行到下一場(chǎng)的放射治療之前， 進(jìn)一步驗(yàn)證并且調(diào)整未通過(guò)的原因。
[0123] 在備選實(shí)施例中，如果與一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的所生成的放射劑量分布圖 像中的預(yù)先確定數(shù)量的點(diǎn)未通過(guò)關(guān)鍵器官伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，則放射劑量遞送被確定為是不可接受 的。點(diǎn)的預(yù)先確定數(shù)目的范圍可以是與關(guān)鍵器官相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)的總數(shù)量的1%~10%。如果該 比較通過(guò)預(yù)先確定的耐受值，則治療進(jìn)行到下一場(chǎng)。如果不是，則治療停止并且驗(yàn)證不匹配 的原因?？商娲兀?br>[0124] 為了減少計(jì)算時(shí)間，伽瑪函數(shù)可以應(yīng)用于圖形處理單元(GPU)以及中央處理單元 (CPU)上。
[0125] 上文所描述的評(píng)價(jià)方法還可以用于治療中劑量驗(yàn)證。對(duì)于治療中劑量驗(yàn)證，即，對(duì) 于在患者5處于適當(dāng)位置的情況下實(shí)際治療遞送，射野劑量成像設(shè)備30可以被定位成使得 檢測(cè)器4和治療放射源3被布置成彼此直接相對(duì)，并且使得檢測(cè)器4可以在治療期間連續(xù)接 收穿過(guò)患者5的靶區(qū)域的治療放射射束。射野劑量成像設(shè)備(EPID)30然后允許檢測(cè)并且記 錄通過(guò)患者5的治療射束從源3的傳輸。
[0126] 在操作中，對(duì)于每個(gè)治療射束，在以計(jì)劃臺(tái)架角度Θ的放射射束的情況下完全放射 遞送期間，獲取EPID圖像。當(dāng)線性加速器2繞臺(tái)架7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，EPID 20從不同的投影角度0彡Θ <360°接收數(shù)據(jù)。EPID20從每個(gè)段中收集所傳送的放射。整合用于單個(gè)射束的各種段并且 生成每射束（即，每臺(tái)架角度）的單個(gè)2D數(shù)字圖像。原始2D圖像被發(fā)送到計(jì)算機(jī)40用于進(jìn)一 步處理。在與實(shí)際治療所計(jì)劃的條件相同的條件下生成每個(gè)射野圖像(EPI)?？梢栽跊](méi)有同 步射束脈沖和EPID讀出的情況下以連續(xù)劑量測(cè)定的方式捕獲EPID圖像，以便提供多個(gè)原始 2D射野圖像。這些射野圖像可以用來(lái)使待治療的器官可視化并且驗(yàn)證劑量遞送。如在本公 開(kāi)中所詳細(xì)描述的，還可以整合這些圖像并且被轉(zhuǎn)換成劑量分布圖像。治療驗(yàn)證關(guān)注于基 于在患者治療期間獲取的測(cè)量來(lái)比較所計(jì)劃的和所遞送的劑量分布的全部或部分。然后， 如在本公開(kāi)中所詳細(xì)描述的，這些測(cè)量可以用來(lái)確定遞送給檢測(cè)器或患者的劑量、或者從 測(cè)量獲得的入射能量通量。
[0127] 為了確定所測(cè)量的放射劑量是否與所預(yù)期的放射劑量不同，在放射治療期間，射 野劑量圖像(PDI)或劑量分布圖像內(nèi)的點(diǎn)rpi使用如在本公開(kāi)中所詳細(xì)描述的伽瑪評(píng)價(jià)方法 進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0128] 為了減小評(píng)價(jià)劑量分布所需要的時(shí)間、和/或?yàn)榱讼e(cuò)誤肯定（即，錯(cuò)誤斷定在 患者中的所測(cè)量的和所預(yù)測(cè)的劑量之間存在差別），可替代地或除上文所描述的使用不同 的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的劑量評(píng)價(jià)方法之外，還可以應(yīng)用一種方法，由此，某些點(diǎn)r pi從評(píng)價(jià)中排除。該 排除可能是自動(dòng)的。如圖7所示，從評(píng)價(jià)中排除的點(diǎn)可能是但不限于由在患者表面附近行進(jìn) 的放射射束照射的點(diǎn)、和/或由不與患者相交的射束照射的點(diǎn)。
[0129] 即使遞送給患者的實(shí)際劑量尚未顯著受影響，但是因?yàn)樵谄渲蟹派渖涫杏诨?者的情形中，患者輪廓的小變化可能會(huì)引入所測(cè)量的劑量大的改變，所以從評(píng)價(jià)中排除某 些點(diǎn)是有道理的。在這樣的情況下，在劑量評(píng)價(jià)期間，可以在所測(cè)量的劑量和所預(yù)測(cè)的劑量 之間注冊(cè)大的差異。錯(cuò)誤的大劑量的差異可能會(huì)觸發(fā)放射治療的不必要的停止。
[0130] 進(jìn)一步地，用于在患者表面附近行進(jìn)的射束和穿透皮膚大約lcm深的射束的劑量 測(cè)量通常與皮膚劑量或表面劑量有關(guān)。然而，皮膚劑量是放射療法治療中的限制因素，而且 它是中斷放射療法治療的相當(dāng)常見(jiàn)的原因。因?yàn)轭^部和頸部固定設(shè)備增加皮膚劑量并且使 用多個(gè)切向射束(其在IMRT治療中常見(jiàn))還能增加該皮膚劑量，所以當(dāng)頂RT療法用來(lái)治療頭 部和頸部癌癥時(shí)，皮膚劑量特別令人關(guān)注。因?yàn)樵诏煼ㄓ?jì)劃過(guò)程期間，計(jì)劃靶體積有時(shí)被擴(kuò) 展到包括皮膚，所以所選擇的計(jì)劃和優(yōu)化策略還可以影響皮膚劑量。當(dāng)計(jì)劃靶體積擴(kuò)展到 包括皮膚時(shí)，皮膚劑量增加。另一方面，當(dāng)皮膚被限定為靶體積內(nèi)的敏感結(jié)構(gòu)時(shí)，皮膚劑量 減少。因?yàn)槠つw劑量測(cè)量中的這種不可預(yù)測(cè)性，所以到表面和患者的表面下面（即，皮膚下 面)幾毫米的劑量分布已經(jīng)治療計(jì)劃期間被低估了大約15%，并且因此，劑量分布比較可以 給予關(guān)于遞送給患者的實(shí)際劑量的錯(cuò)誤信息。
[0131] 如果能夠準(zhǔn)確地測(cè)量治療范圍并且在對(duì)于分次治療的患者吞吐量的可接受的工 作流程內(nèi)，則皮膚劑量的知識(shí)在該治療范圍中有益。然而，許多因素(諸如射束類(lèi)型、射束能 量、場(chǎng)大小、射束修改設(shè)備、入射角度、患者表面輪廓的復(fù)雜性和變形、和間隔組織的異質(zhì) 性)會(huì)導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)精確的表面劑量測(cè)定估計(jì)或測(cè)量。治療區(qū)域的不規(guī)則表面輪廓會(huì)減小 淺表劑量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，并且可能在用于特定治療計(jì)劃的所遞送的劑量中導(dǎo)致劑量不足 (under-dosing)或過(guò)度劑量(over-dosing)。一些可用的表面劑量測(cè)定方法已被證明是能 夠測(cè)量淺表劑量。然而，這些技術(shù)要求使用臨床干預(yù)和附加的人員時(shí)間，并且每個(gè)均受到小 固定區(qū)域測(cè)量的限制，并且敏感性通常是檢測(cè)器的角度方位相對(duì)于入射射束的函數(shù)。一些 其它的檢測(cè)方法具有防止淺表劑量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的更長(zhǎng)的離線處理程序。
[0132] 由于大多數(shù)表面劑量測(cè)量是不準(zhǔn)確的，所以為了減少錯(cuò)誤警報(bào)，在本公開(kāi)中，用在 患者的表面附近行進(jìn)的射束和/或穿透皮膚大約lcm深的射束照射的點(diǎn)r pi從評(píng)價(jià)中排除。如 此，在劑量分布評(píng)價(jià)中不考慮可能引起錯(cuò)誤肯定的點(diǎn)?；诨颊弑砻嫘畔⒌倪@種選擇性排 除評(píng)價(jià)點(diǎn)允許實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)驗(yàn)證放射治療。進(jìn)一步地，為了減少和/或消除錯(cuò)誤警報(bào)，用不 與患者相交的射束照射的點(diǎn)還可以從評(píng)價(jià)劑量差異中排除。
[0133] 在示例性實(shí)施例中，可以通過(guò)以下來(lái)進(jìn)行基于射束照射和患者表面信息選擇性排 除點(diǎn)rpi:通過(guò)排除與由不與患者相交的射束和/或僅照射患者的表面(或者大約lcm深)的射 束照射的所預(yù)測(cè)的射野圖像中的點(diǎn)r pm相對(duì)應(yīng)的所測(cè)量的射野劑量圖像中的點(diǎn)rpi。由不與 患者相交的射束和/或照射患者的表面的射束和/或皮膚表面下面大約lcm內(nèi)照射患者的射 束照射的所預(yù)測(cè)的射野圖像中的點(diǎn)r pm可以通過(guò)以下來(lái)在治療計(jì)劃期間確定:首先從先前獲 得的CT掃描或2D體素化的區(qū)域（（即，患者的2D輪廓或者圖像上方的點(diǎn)的柵格)生成任一3D 體素化的體積（即，覆蓋患者的解剖結(jié)構(gòu)的點(diǎn)的3D陣列），并且在場(chǎng)范圍內(nèi)射束眼睛視野 (BEV)平面中從放射源到一個(gè)柵格點(diǎn)畫(huà)出筆形射束的柵格。射束眼睛視野是治療射束軸、場(chǎng) 限制和患者整個(gè)的輪廓結(jié)構(gòu)到對(duì)應(yīng)的虛擬探測(cè)器平面上投影。然后，可以追蹤每個(gè)筆形射 束以確定其與患者解剖結(jié)構(gòu)表面的相互作用。據(jù)此，可以將不與患者相交的放射射束和在 患者的表面附近（即，在大約lcm深度內(nèi)）行進(jìn)的放射射束追蹤到3D體積或2D輪廓中的對(duì)應(yīng) 的體素。由于每個(gè)體素可以與成像器平面中的對(duì)應(yīng)的像素(r pm)相關(guān)聯(lián)，所以可以確定用不 與患者相交的射束和在患者的表面附近（即，在大約lcm深度內(nèi)）行進(jìn)的射束照射的所預(yù)測(cè) 的劑量圖像中的點(diǎn)r pm，并且存儲(chǔ)該信息。
[0134] 在劑量評(píng)價(jià)中，與用不與患者相交的射束和/或僅在患者的表面附近（即，在皮膚 表面下面大約lcm內(nèi)）行進(jìn)的射束照射的所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像中的點(diǎn)r pm相對(duì)應(yīng)的所測(cè)量 的射野劑量圖像中的點(diǎn)rpi從評(píng)價(jià)劑量差異中排除。例如，如在本公開(kāi)中所描述的，可以使用 單個(gè)基于伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的或基于多個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)所測(cè)量的射野劑量圖像中的 其余點(diǎn)r pi的劑量差異。基于關(guān)于患者表面的信息從評(píng)價(jià)中排除點(diǎn)有效地消除了以其它方式 在劑量誤差測(cè)量中給予錯(cuò)誤肯定的點(diǎn)。
[0135] 在備選實(shí)施例中，從評(píng)價(jià)中排除點(diǎn)可以基于照射射束角度進(jìn)行。例如，可以在預(yù)計(jì) 劃期間將不與患者相交的放射射束和在患者的表面附近（即，皮膚表面下面大約lcm內(nèi)）行 進(jìn)的放射射束追蹤到患者2D輪廓或3D體積中的對(duì)應(yīng)的體素?？梢杂涗浻糜谶@些體素的照射 射束角度并且存儲(chǔ)在包括作為參數(shù)的體素幾何位置和射束角度在內(nèi)的3D陣列中。
[0136] 在劑量評(píng)價(jià)期間，可以將以被記錄為與用于不與患者相交的放射射束和/或僅在 患者的表面附近（即，大約1 cm深度內(nèi)）行進(jìn)的放射射束的射束角度相同的射束角度由射束 照射的所測(cè)量的射野劑量圖像中的點(diǎn)rpi可以排除在評(píng)價(jià)之外。
[0137] 因此，對(duì)于實(shí)時(shí)劑量評(píng)價(jià)，可以使用如圖8所示的過(guò)程S200,其中，基于患者表面信 息選擇劑量差異待評(píng)價(jià)的點(diǎn)。在過(guò)程S200的步驟S1中，根據(jù)治療計(jì)劃在治療射束遞送期間 獲取多個(gè)射野圖像。任選地，射野劑量圖像可以在S2中被轉(zhuǎn)換成放射劑量分布圖像。在步驟 S3中，基于患者表面選擇射野劑量圖像中（或者劑量分布圖像中，如果被轉(zhuǎn)換）的點(diǎn)用于劑 量評(píng)價(jià)。在選擇期間，被確定為由不與患者相交的射束和/或僅在表面或患者的皮膚表面下 面大約lcm內(nèi)行進(jìn)的射束照射的點(diǎn)被排除在評(píng)價(jià)之外。所選擇的點(diǎn)（即，沒(méi)有被排除的點(diǎn))然 后在步驟S4中通過(guò)將射野劑量圖像/所測(cè)量的劑量分布圖像中的所選擇的點(diǎn)與所預(yù)測(cè)的射 野劑量圖像/所預(yù)測(cè)的劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行比較來(lái)評(píng)價(jià)。所選擇的點(diǎn)然后使用 評(píng)價(jià)方法(包括但不限于伽瑪評(píng)價(jià)方法)在步驟S5中進(jìn)行評(píng)價(jià)。如在本公開(kāi)中所詳細(xì)描述 的，伽瑪評(píng)價(jià)方法可以是其中單個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)用于所有評(píng)價(jià)點(diǎn)的常規(guī)伽瑪評(píng)價(jià)方法、或者其 中每個(gè)選擇點(diǎn)使用其自身的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的伽瑪評(píng)價(jià)方法。在步驟S6中，基于評(píng)價(jià)來(lái) 評(píng)估劑量遞送。如果預(yù)先確定數(shù)量的評(píng)價(jià)的選擇點(diǎn)通過(guò)評(píng)價(jià)，則治療繼續(xù)。預(yù)先確定數(shù)量可 能例如是評(píng)價(jià)點(diǎn)的總數(shù)量的至少90 %~98%。如果預(yù)先確定數(shù)量的評(píng)價(jià)的選擇點(diǎn)未通過(guò)它 們的評(píng)價(jià)，則停止治療。預(yù)先確定數(shù)量可能例如是評(píng)價(jià)的選擇點(diǎn)的總數(shù)量的大約1 %~ 10%。因此，如果比較通過(guò)預(yù)先定義的耐受值，則治療進(jìn)行到下一場(chǎng)。如果沒(méi)有，則自動(dòng)停止 治療并且驗(yàn)證不匹配的原因?？商娲兀绻容^沒(méi)有通過(guò)預(yù)先定義的耐受值，則可以生成 警報(bào)信號(hào)以提醒醫(yī)務(wù)人員放射劑量太高、太低還是沒(méi)有被引導(dǎo)到患者體內(nèi)的正確位置?；?于警報(bào)信號(hào)，醫(yī)務(wù)人員可以停止放射治療。警報(bào)信號(hào)可以是視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或任何其它警報(bào)信 號(hào)。
[0138] 還可以生成包含患者0AR、患者靶幾何結(jié)構(gòu)、患者表面信息、以及患者結(jié)構(gòu)信息 (即，靶、健康組織、關(guān)鍵器官）和相關(guān)聯(lián)的治療計(jì)劃和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且稍后用于將 新患者的0AR和靶的幾何構(gòu)造與其中方案保持在數(shù)據(jù)庫(kù)中的先前患者的0AR和靶的幾何構(gòu) 造進(jìn)行比較。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)形成基于知識(shí)的計(jì)劃過(guò)程的基礎(chǔ)，其中，建立先前患者的數(shù)據(jù)庫(kù) 以用作外部參照。如此，在新方案結(jié)尾處，計(jì)劃人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)搜索并通過(guò)將新患者的 0AR靶幾何關(guān)系與先前患者的0AR靶幾何關(guān)系進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別相關(guān)的患者。從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索 出這些相關(guān)的患者的治療計(jì)劃并且在新計(jì)劃中引導(dǎo)計(jì)劃人員確定遞送到0AR的劑量。從數(shù) 據(jù)庫(kù)中檢索的這些相關(guān)的患者的治療計(jì)劃還可以用來(lái)確定待用于劑量分布評(píng)價(jià)的可行的 伽瑪標(biāo)準(zhǔn)、以及待選擇用于評(píng)價(jià)的適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)點(diǎn)。內(nèi)部開(kāi)發(fā)的算法(諸如RapidPlan?基于知 識(shí)的軟件（由Varian醫(yī)療系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的）或任何其它可用的匹配算法)可以用來(lái)將來(lái)自數(shù) 據(jù)庫(kù)的病例與新病例進(jìn)行匹配。這樣的算法使得能夠從過(guò)去的臨床經(jīng)驗(yàn)提取知識(shí)，并且使 用它來(lái)生成加快新治療計(jì)劃的創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)知識(shí)模型通過(guò)提供治療計(jì)劃人員可實(shí) 現(xiàn)用于特定患者的解剖結(jié)構(gòu)的目標(biāo)來(lái)大大減少需要當(dāng)前費(fèi)時(shí)的手動(dòng)反復(fù)試驗(yàn)(trial and error)過(guò)程。
[0139] 用戶(hù)接口還可以包括在系統(tǒng)中用于可視化并且分析來(lái)自新情況和匹配情況兩者 的數(shù)據(jù)，包括3D CT掃描、2D圖像、手繪切片輪廓、體積渲染結(jié)構(gòu)映射圖、放射劑量直方圖、放 射通量映射圖、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和所選擇的評(píng)價(jià)點(diǎn)。
[0140] 非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以用來(lái)存儲(chǔ)其當(dāng)由計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)40執(zhí)行時(shí)，使系統(tǒng)執(zhí) 行如本文所討論的本發(fā)明的各種方法的軟件或編程指令和數(shù)據(jù)?？蓤?zhí)行軟件和數(shù)據(jù)可以存 儲(chǔ)在各種地方(包括例如能夠存儲(chǔ)軟件和/或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)40或其它任何設(shè)備的 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)裝置)中。
[0141] 因此，已經(jīng)公開(kāi)了用于選擇性評(píng)價(jià)測(cè)量點(diǎn)并且對(duì)于不同的測(cè)量點(diǎn)使用不同的評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的實(shí)施例。
[0142] 進(jìn)一步地，公開(kāi)了用于評(píng)價(jià)到靶體積的放射劑量遞送的方法，包括:基于根據(jù)治療 計(jì)劃遞送的放射來(lái)生成劑量分布圖像;比較所生成的放射劑量分布圖像和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的放 射劑量分布圖像，所述比較包括：比較所生成的放射劑量分布圖像中的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的放射 劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；使用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)比較點(diǎn)；并且基于評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)確 定劑量遞送是否可以接受。
[0143] 進(jìn)一步地，公開(kāi)了用于評(píng)價(jià)到靶體積的放射劑量遞送的方法，包括:基于根據(jù)治療 計(jì)劃遞送的放射來(lái)生成放射劑量分布圖像;將解剖結(jié)構(gòu)投影到測(cè)量平面上，該解剖結(jié)構(gòu)與 不同伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián);基于投影，將所生成的分布圖像中的點(diǎn)與伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián);比較所生 成的放射劑量分布圖像中的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn);基于所述關(guān)聯(lián) 使用伽瑪指數(shù)評(píng)價(jià)所比較的點(diǎn);并且基于評(píng)價(jià)結(jié)果確定劑量遞送是否可以接受。
[0144] 更進(jìn)一步地，公開(kāi)了用于評(píng)價(jià)到靶的放射劑量遞送的方法，包括:基于根據(jù)治療計(jì) 劃遞送的放射來(lái)生成放射劑量分布圖像;比較所生成的放射劑量分布圖像和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的 放射劑量分布圖像;所述比較包括：比較所生成的放射劑量分布圖像中的選擇點(diǎn)和所預(yù)測(cè) 的放射劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；評(píng)價(jià)所比較的選擇點(diǎn)；并且基于評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)確定劑量 遞送是否可以接受，其中，選擇點(diǎn)包括基于患者表面信息所選擇的點(diǎn)。
[0145] 進(jìn)一步地，公開(kāi)了用于驗(yàn)證在基于弧形的放射療法設(shè)備中的放射劑量遞送的系 統(tǒng)，包括:射野成像設(shè)備，其被配置成從預(yù)先確定的放射場(chǎng)測(cè)量入射放射劑量并且生成射野 劑量圖像;和處理設(shè)備，其可操作地連接到射野劑量成像設(shè)備并且被配置成將所測(cè)量的射 野劑量圖像存儲(chǔ)在具有作為維度的所遞送的射束的空間和角度位置的第一陣列中，處理設(shè) 備被進(jìn)一步配置成將多個(gè)預(yù)測(cè)射野劑量圖像存儲(chǔ)在具有作為維度的預(yù)測(cè)射束的空間和角 度位置的第二陣列中；處理設(shè)備被進(jìn)一步配置成選擇性地比較第一陣列中的點(diǎn)和第二陣列 中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，其中，選擇性地比較包括:將基于患者表面信息的點(diǎn)排除在比較之外，并且 其中，基于比較來(lái)確定感興趣數(shù)量的誤差。
[0146] 許多替換、修改和變化通過(guò)本公開(kāi)得以實(shí)現(xiàn)。所公開(kāi)的實(shí)施例的特征可以在本發(fā) 明的范圍之內(nèi)組合、重排、省略等，以產(chǎn)生附加的實(shí)施例。
[0147] 更進(jìn)一步地，所公開(kāi)的實(shí)施例的一些特征在沒(méi)有對(duì)應(yīng)使用其它特征的情況下有時(shí) 可以有利地加以利用。因此，
【申請(qǐng)人】意圖將所有這樣的替換、修改、等同和變化都容納在本 公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)。
[0148] 盡管已經(jīng)示出并且描述了本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言，清楚的是，在不脫離本文中的發(fā)明概念的情況下，許多更多的修改是可能的。本發(fā)明不 限于本文中在所包含的實(shí)施例的描述，而是由所附的權(quán)利要求及其等同來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于評(píng)價(jià)到靶的放射劑量遞送的方法，包括 基于根據(jù)治療計(jì)劃所遞送的放射生成放射劑量分布圖像； 比較所生成的放射劑量分布圖像和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像，所述比較包括： 比較所生成的放射劑量分布圖像中的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)； 使用不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)所比較的點(diǎn)；以及 基于所述評(píng)價(jià)的結(jié)果確定劑量遞送是否能夠接受。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括:評(píng)價(jià)所生成的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的點(diǎn)之 間的劑量差異和空間差異。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括:使用伽瑪評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，如果所生成的放射劑量分布圖像中的預(yù)先確定數(shù) 量的點(diǎn)通過(guò)它們相應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，則所述放射劑量遞送被確定為是可接受的。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，點(diǎn)的所述預(yù)先確定的數(shù)量是所生成的放射劑量分 布圖像中的所評(píng)價(jià)的點(diǎn)的總量的至少90 %。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所生成的放射劑量分布圖像至少包括第一點(diǎn)和第 二點(diǎn)，所述第一點(diǎn)使用第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且所述第二點(diǎn)使用第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng) 價(jià)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)與所述第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)不同。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一點(diǎn)與所述靶相關(guān)聯(lián)，并且所述第二點(diǎn)與 有風(fēng)險(xiǎn)器官相關(guān)聯(lián)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)比所述第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所生成的放射劑量分布圖像中的每個(gè)點(diǎn)與相應(yīng) 的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，每個(gè)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)包括第一參數(shù)和第二參數(shù)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第一參數(shù)與可接受的劑量差異相關(guān)聯(lián)，并 且所述第二參數(shù)與可接受的空間差異相關(guān)聯(lián)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一參數(shù)的范圍為2%~4%，并且所述第 二參數(shù)的范圍為2mm~4mm。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，用于點(diǎn)的所述伽瑪標(biāo)準(zhǔn)取決于投影到所述點(diǎn)上 的解剖結(jié)構(gòu)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，如果解剖結(jié)構(gòu)投影到所生成的放射劑量分布圖 像中的多個(gè)點(diǎn)上，則所述多個(gè)點(diǎn)使用第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，如果兩個(gè)解剖結(jié)構(gòu)投影到所生成的劑量分布圖 像中的單個(gè)點(diǎn)上，則所述點(diǎn)使用在與第一解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的第一伽瑪標(biāo)準(zhǔn)和與第二解剖結(jié) 構(gòu)相關(guān)聯(lián)的第二伽瑪標(biāo)準(zhǔn)之中的較嚴(yán)格的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述解剖結(jié)構(gòu)包括器官、所述靶、以及正常組 織。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述器官包括與所述靶鄰近定位的器官。20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述器官包括關(guān)鍵器官。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述關(guān)鍵器官包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)的至少一 部分:脊柱、脊髓、心臟、大腦、膀胱、直腸、肺、心臟、肝、胃、腎、胰腺、以及眼睛。22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用電子射野劑量成像設(shè)備(EPID)獲得射野劑 量圖像。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述電子射野劑量成像設(shè)備(EPID)被校準(zhǔn)用于 測(cè)量絕對(duì)劑量。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所測(cè)量的劑量是絕對(duì)劑量。25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括:評(píng)價(jià)針對(duì)最大絕對(duì)劑量值的第 一點(diǎn)、以及針對(duì)最小絕對(duì)劑量值的第二點(diǎn)。26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，絕對(duì)劑量校準(zhǔn)包括絕對(duì)(EPID)轉(zhuǎn)換模型。27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：當(dāng)劑量遞送是不可接受的時(shí)，生成報(bào)警信號(hào) 和/或停止到所述靶的放射劑量遞送。28. -種用于評(píng)價(jià)到靶的放射劑量遞送的方法，包括： 基于根據(jù)治療計(jì)劃所遞送的放射生成放射劑量分布圖像； 將解剖結(jié)構(gòu)投影到測(cè)量平面上，所述解剖結(jié)構(gòu)與不同的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)； 基于所述投影將所生成的分布圖像中的點(diǎn)與伽瑪標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)； 比較所生成的放射劑量分布圖像中的點(diǎn)與所預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)； 基于所述關(guān)聯(lián)使用伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)所比較的點(diǎn)；以及 基于所述評(píng)價(jià)的結(jié)果確定劑量遞送是否能夠接受。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括評(píng)價(jià)所生成的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的點(diǎn)之 間的劑量差異和空間差異。30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括:使用伽瑪評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)。31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，如果所生成的放射劑量分布圖像中的預(yù)先確定 數(shù)量的點(diǎn)通過(guò)它們相應(yīng)的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，則所述放射劑量遞送被確定為是可接受的。32. -種用于選擇性地評(píng)價(jià)到靶的放射劑量遞送的方法，包括： 基于根據(jù)治療計(jì)劃所遞送的放射生成放射劑量分布圖像； 比較所生成的放射劑量分布圖像和對(duì)應(yīng)的所預(yù)測(cè)的放射劑量分布圖像； 所述比較包括:比較所生成的放射劑量分布圖像中的所選擇的點(diǎn)和所預(yù)測(cè)的放射劑量 分布圖像中的對(duì)應(yīng)的點(diǎn)； 評(píng)價(jià)所比較的選擇的點(diǎn)；以及 基于所述評(píng)價(jià)的結(jié)果確定劑量遞送是否能夠接受， 其中所選擇的點(diǎn)包括基于患者表面信息選擇的點(diǎn)。33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所選擇的點(diǎn)排除了用與所述患者的所述表面不 相交的射束照射的點(diǎn)。34. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所選擇的點(diǎn)排除了用在所述患者的所述表面下 方的預(yù)先確定的距離處與所述患者相交的射束照射的點(diǎn)。35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的距離包括小于約lcm的距離。36. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括使用伽瑪評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)。37. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述比較包括：比較所生成的射野劑量圖像和 所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像中的所選擇的點(diǎn)之間的劑量差別和空間差別。38. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)是實(shí)時(shí)的。39. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，使用電子射野劑量成像設(shè)備(EPID)來(lái)獲得射野 劑量圖像。40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述電子射野劑量成像設(shè)備(EPID)被校準(zhǔn)用于 測(cè)量絕對(duì)劑量。41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所測(cè)量的劑量是絕對(duì)劑量。42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，絕對(duì)劑量校準(zhǔn)包括絕對(duì)(EPID)轉(zhuǎn)換模型。43. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述評(píng)價(jià)包括:針對(duì)所選擇的不同點(diǎn)，使用不同 的伽瑪標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)。44. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，如果所生成的放射劑量分布圖像中的預(yù)先確定 數(shù)量的所選擇的點(diǎn)通過(guò)伽瑪標(biāo)準(zhǔn)，則所述放射劑量遞送被確定為是可接受的。45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，點(diǎn)的所述預(yù)先確定數(shù)量是所生成的放射劑量分 布圖像中的所評(píng)價(jià)的選擇的點(diǎn)的總量的至少90 %。46. -種用于在基于電弧的放射療法設(shè)備中驗(yàn)證放射劑量遞送的系統(tǒng)，包括： 射野成像設(shè)備，其被配置成測(cè)量來(lái)自預(yù)先確定的放射場(chǎng)的入射放射劑量并且生成射野 劑量圖像；以及 處理設(shè)備，其能夠操作地連接到所述射野劑量成像設(shè)備并且被配置成將所測(cè)量的射野 劑量圖像存儲(chǔ)在第一陣列中，所述第一陣列具有作為維度的所遞送的射束的空間位置和角 度位置，所述處理設(shè)備還被配置成將多個(gè)所預(yù)測(cè)的射野劑量圖像存儲(chǔ)在第二陣列中，所述 第二陣列具有作為維度的所預(yù)測(cè)的射束的空間位置和角度位置； 所述處理設(shè)備還被配置成選擇性地比較所述第一陣列中的點(diǎn)和所述第二陣列中的對(duì) 應(yīng)的點(diǎn)， 其中，所述選擇性地比較包括:基于來(lái)自所述比較的患者表面信息來(lái)排除點(diǎn)，以及 其中，基于所述比較確定感興趣量的誤差。47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，所排除的點(diǎn)包括由不與所述患者表面相交的射 束照射的點(diǎn)。48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，所排除的點(diǎn)包括由在所述患者表面下方不到約 lcm的距離處與所述患者表面相交的射束照射的點(diǎn)。49. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，所排除的點(diǎn)包括由射束以預(yù)先確定的角度照射 的點(diǎn)。50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的角度是其中所述射束不與所述 患者表面相交、和/或在所述患者表面下方lcm內(nèi)的距離處與所述患者表面相交的角度。
【文檔編號(hào)】A61N5/00GK106039576SQ201610201152
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日 公開(kāi)號(hào)201610201152.7, CN 106039576 A, CN 106039576A, CN 201610201152, CN-A-106039576, CN106039576 A, CN106039576A, CN201610201152, CN201610201152.7
【發(fā)明人】J·諾德, L·H·托伊梅拉
【申請(qǐng)人】瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)國(guó)際股份公司