辐射治疗中的实时机械和剂量测定质量保证测量的方法和装置制造方法及图纸

用于在辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的方法和设备，提供了机械运动和机器的辐射组件的统一测量。设备包括用于接收多个能量源的成像表面。成像表面具有安置在与医疗加速器的等中心点相同的平面上的成像平面。摄像机测量和记录关于多个能量源的数据。反射镜系统可以被用来将多个能量源导向到摄像机以进行进一步处理。然而，在一些例子中，可能不需要反射镜系统。因此，单个设备可以被用来统一机械运动的测量和机器的辐射组件的测量。设备也可以包括计算机控制以自动化设备的运动和/或自动化QA协议。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射治疗中的实时机械和剂量测定质量保证测量的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求提交于2012年3月8日的编号为61/608,300的美国临时专利申请的利益，其全部通过引用并入到本文。
本专利技术大体涉及辐射治疗。更具体地，本专利技术涉及辐射治疗中的机械质保和剂量质保。
技术介绍
医疗加速器用于癌症患者的辐射治疗并且以360°发射辐射。患者躺在平台上，而设备的头部围绕患者身体转动。医疗加速器的完整性的质量保证(QA)是最重要的，以确保辐射治疗的安全实施。用于QA的两个主要标准是辐射再现性和机器的机械完整性。QA任务具体包括加速器的机械运动、各种光学指示器和递送的剂量的精确度和精密度的量化。图1阐释了每个医疗加速器每日、每月和每年必须执行的QA任务的图表。图2阐释了用于辐射治疗的医疗加速器的前视图。如图2所阐释，QA的一个任务是确保辐射束沿着轴和激光束形式的安置辅助的在医疗加速器的等中心点(isocenter)处配准。为了验证沿着轴1的辐射束被配置为准确地治疗病人而不引起烧伤或其它不希望的副作用，这个配准的QA是重要的。目前，图1中列出的几乎所有的QA任务用不同装置执行。机械和光学组件进行视觉检查，其中的数据不能通过文档进行修正。例如，技术员通过将光源导向到病人床位来检查光源，并且旋转它以确保它绕着医疗加速器的等中心点运动。使用带有最流行的二维阵列离散检测器的各种电离检测器来测量剂量。更高分辨率的测量使用其数据转换过程可能是枯燥的胶片来测量。这些任务的一些在每日、每月或每年的基础上被执行，并且可能花费数小时来执行。例如，尽管每日维护仅花费大约10分钟，但是这些机器的每月维护典型地将花费5-6小时之间，以测试机器的输出和机械完整性，部分地文档化测试结果。事实上，机器上的年度维护可能花费大约4天完成。因此，在本领域需要一种提供医疗加速器的完整性的QA的更快和更精确的测量的设备。此外，在本领域需要一种同时测量机械QA任务和剂量测定QA任务并产生关于QA测量的文档化结果的单独的设备。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，用于统一辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的设备包括用于接收多个能量源的成像表面。成像表面被安置在与医疗加速器的等中心点相同的平面上。设备包括用于测量和记录关于多个能量源的数据的摄像机。此外，设备包括用于将多个能量源导向到摄像机的反射镜系统(mirrorsystem)。反射镜系统也被配置为将摄像机的成像平面维持在医疗加速器的等中心点。依据本专利技术的方面，摄像机是静止的并被安置在与成像平面相同的轴上。计算机系统被包括，用于收集和分析数据。计算机系统可以包括用于设备的自动控制的反馈回路。测量是实时进行的。反射镜系统不包括反射镜或包括用于将能量源导向到摄像机的一个或多个反射镜。如果反射镜被使用，反射镜可以是固定的或可运动的。此外，成像表面是绕着摄像机的轴可旋转的。单个荧光屏或塑料闪烁片被用来接收来自X射线束、电子束、光束和激光束的多个能量源。荧光屏或塑料闪烁片包括用于空间校准的标记。依据本专利技术的另一个方面，反射镜系统是可旋转的以捕获来自不同的机架角度的数据。设备可以被编程以与医疗加速器的机械组件同步地围绕等中心点运动。摄像机可以采用常规的摄像机的形式。在这种情况下，反射镜被布置为庇护摄像机免受辐射。作为选择，摄像机采用耐辐射摄像机的形式。摄像机也可以采用平板检测器的形式。计算设备可以被配置为控制设备的运动，并且计算设备被编程为使使用设备执行的QA协议自动化。另外，计算设备被配置为结合医疗加速器的运动使该设备的运动自动化。至少一个盛水塑料片(sheetofplasticwater)可以被包括，并且至少一个盛水塑料片可以提供离子腔。至少一个盛水塑料片也可以包括用于以45°角钻入至少一个盛水塑料片内的用于离子腔的接受器。依据本专利技术的另一个方面，用于辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的方法，包括提供用于接收多个能量源的成像表面。成像表面包括安置在与医疗加速器的等中心点相同的平面上。方法也包括将多个能量源导向到摄像机。与多个能量源相关的数据可以被测量和记录。依据本专利技术的又一个方面，成像表面可以采用被配置为接收所有光学光信号、激光信号和辐射信号的荧光屏的形式。数字传感器被配置为相对于荧光屏保持静止。光学光信号、激光信号和辐射信号经由光通路被导向到荧光屏。此外，光通路还包括被配置为将光学光信号、激光信号和辐射信号导向到荧光屏的反射镜。附图说明附图提供了直观表示，其被用来更充分的描述本文公开的典型实施方式，其可以被本领域普通技术人员使用以更好地理解它们和它们的内在优点。在这些图中，相似的参考标号标识相应的元件，并且：图1阐释了必须每日、每月和每年执行的每个医疗加速器的QA任务的图表。图2阐释了用于辐射治疗的医疗加速器的前视图。图3A-3D阐释了根据落入医疗加速器的治疗范围内的本专利技术的特征的设备的透视图。图4A-4C阐释了根据本专利技术的特征用于辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的设备的透视图。图5A-5D阐释了根据本专利技术的特征用于在辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的设备的局部剖视图。图6阐释了根据本专利技术的实施方式的QA设备的部分剖视图。图7阐释了根据本专利技术的特征的方法的图解。图8A和8B阐释了示出根据本专利技术的特征的方法的原理图。注意，激光图象从未利用现有技术的QA设备被捕获。图8C阐释了根据本专利技术的实施方式执行转盘定位QA的方法。注意，带有光程指示器的光场图像从没有利用现有技术的QA设备被捕获。图8D阐释了根据本专利技术的实施方式的用于文档化的光学捕获的旋转QA的执行方法。图8E阐释了执行由多叶准直器(collimator)形成的场的光学和辐射重合的方法。图9阐释了根据本专利技术的实施方式硬编码数字图像刻度。图10阐释了分析工具，其由软件控制程序提供用于本专利技术的设备。图11阐释了定位工具，其由用于本专利技术的设备的软件控制程序提供。图12阐释了兴趣区域工具，其由用于本专利技术的设备的软件控制程序提供。图13阐释了用于定义使用本专利技术的设备拍摄所获得的图像中的比例的示例性屏幕。图14A阐释了使用本专利技术的设备拍摄的叠加图像的程序特征的实例。图14B阐释了使用本专利技术的设备拍摄的用于激光的共线性分析的图像的实例。图15-19阐释了使用本专利技术的设备执行的激光QA任务的示例性记录。图20阐释了使用本专利技术的设备的激光配准分析。图21A-F、22A-F和23A-C阐释了使用本专利技术的设备执行的转盘运动和光程指示器(ODI)QA任务的示例性记录。图24A-D阐释了使用本专利技术的设备的准直器旋转QA。图25A-D和26阐释了使用本专利技术的设备的辐射和光场一致QA的视觉效果。图27A和27B、28A和28B、图29和图30A和30B阐释了辐射场获得和分析的直观表示。图31和32A-B阐释了使用本专利技术的设备得到的多叶准直器(MLC)QA测量的直观表示和分析。图33A和33B阐释了用于MLC的叶速度的测量和分析的直观表示。图34阐释了本专利技术的QA设备可以提供利用离子腔的绝对剂量测定的测量的原理图。具体实施方式本公开的主题现在将参照附图在下面被更充全面地描述，其中示出了本专利技术的一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于统一在辐射治疗中的实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的设备，包括：成像表面，其用于接收多个能量源，所述成像表面安置在与医疗加速器的等中心点相同的平面上；摄像机，其用于测量和记录关于所述多个能量源的数据；以及反射镜系统，其用于将所述多个能量源导向到所述摄像机，并且所述反射镜系统也被配置为将所述摄像机的成像平面维持在所述医疗加速器的所述等中心点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 US 61/608,3001.一种用于统一在辐射治疗中的全面实时机械质量保证测量和剂量测定质量保证测量的设备，包括：外壳，其界定内部空间；成像表面，其用于接收多个能量源，所述成像表面被耦合到所述外壳使得所述成像表面安置在与穿过医疗加速器的等中心点的平面相同的平面上，并且其中所述多个能量源包括光学光源和辐射场；用于旋转的机构，其直接耦合到所述外壳，使得所述成像表面围绕穿过所述医疗加速器的所述等中心点的轴线翻转；摄像机，其用于测量和记录关于所述多个能量源的数据，其中所述摄像机相对于所述成像表面静止；以及反射镜系统，其布置在所述外壳的所述内部空间内用于将所述多个能量源从所述成像表面导向到所述摄像机，并且所述反射镜系统也被配置为将所述摄像机的成像平面维持在所述医疗加速器的所述等中心点，并且其中所述反射镜系统被配置为围绕穿过所述医疗加速器的所述等中心点的所述轴线与所述外壳一起旋转。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述摄像机是静止的并被安置为在与所述成像平面相同的轴上。3.根据权利要求1所述的设备，还包括用于收集和分析所述数据的计算机系统。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述计算机系统包括用于所述设备的自动控制的反馈回路。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述测量实时进行。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述反射镜系统不包括反射镜或包括用于将所述多个能量源导向到所述摄像机的一个或多个反射镜。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述一个或多个反射镜是固定的。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述一个或多个反射镜是可移动的。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述成像表面是绕着所述摄像机的轴可旋转的。10.根据权利要求1所述的设备，其中单个荧光屏或塑料闪烁片将被用于接收来自x射线束、电子束、光束和激光束的多个能量源。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述荧光屏或塑料闪烁片包括用于空间校准的标记。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述反射镜系统是可旋转的以从不同的机架角...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·伟昭·王，迈克尔·斯图尔特·帕特森，尤利安·伊万·约尔达基塔，
申请(专利权)人：约翰霍普金斯大学，
类型：发明
国别省市：美国;US