[发明专利]基于放射的处置束位置校准和验证

说明书

描述了一种方法，其包括使用照相机来获取入射在体模上的放射束的图像，该放射束由放射源发射。该方法还包括：基于图像来确定束指向偏移；以及基于束指向偏移来校准放射源的位置。描述了一种校准系统，其包括体模、照相机和处理装置。还描述一种体模，其包括X射线发光材料。

相关申请

根据美国法典第35条第119(e)款，本申请要求2017年5月26日提交的美国专利申请No.15/607,217的权益，其全部内容通过引用而并入于此。

技术领域

本发明的实现涉及基于放射的处置束位置，特别地涉及基于放射的处置束位置的校准和验证。

背景技术

在放射处置中使用放射源(例如，直线加速器(LINAC))，以将高能粒子束(例如，放射束)施加到患者内的靶。机械定位系统对放射源(例如，LINAC)进行定位，使得放射束相对于靶以特定的角度和距离(例如，节点)发射。通过对机械定位系统进行校准和验证，可以提高几何束递送的准确度。

校准技术可以使用点检测器和光栅扫描这两者。在第一种校准技术中，对放射处置束使用替代。将点检测器(例如，光电二极管)或放射传感器(例如，立体定向二极管检测器或点闪烁检测器)放置在机械定位系统的等中心点处，发射放射束的替代(例如，激光束)，在点检测器或放射传感器进行激光束(例如，来自中心轴激光器)的光栅扫描(例如，初始在较大区域上以0.8毫米(mm)分辨率进行粗扫描，随后在较小区域上进行较细的0.4mm分辨率的扫描)，并且根据替代的所得最大光信号强度来定义放射束的中心。轴偏移(用于将放射束的中心定位在正确的位置)被确定并存储为放射处置期间所要应用的指向偏移。

对于点检测器，使用激光作为替代的这种校准和验证方法对于包含100至200个节点的节点集可能花费100至200分钟，并且对于包含1000个节点的动态路径的节点集可能花费17至33小时。对于放射传感器，这种校准和验证方法花费甚至更长的时间。在上述的校准和验证方法中，激光束用作放射束的中心的替代，这在校准和验证结果中引入了激光束和处置束的重合(例如，激光束至放射束重合)的不确定性。在使用最大光信号强度(例如，峰值信号)的情况下(例如，激光强度稳定性)，任何瞬时激光强度的变化都会增加进一步的不确定性。由于放射传感器的各向异性构造所引起的灵敏度随入射束角度的变化(例如，检测器灵敏度随束取向的变化)，校准和验证中也可能被引入不确定性。

在第二种校准技术中，直接使用放射处置束。将点检测器或放射传感器放置在机械定位系统的等中心点处，使用LINAC发射放射束，在点检测器或放射传感器上进行光栅扫描，并且根据所得最大光信号强度来定义放射束的中心。轴偏移被确定和存储为放射处置期间所要应用的指向偏移。对于第二种校准技术，激光束至放射束重合不存在不确定性，但是由剂量率稳定性以及检测器灵敏度随束取向的变化而引起的不确定性可能导致根据第二种校准技术的校准和验证所需的时间大于根据第一种校准技术所需的时间。

附图说明

在附图中，通过示例而非限制的方式示出本发明。

图1示出根据本发明的实现的校准系统，该校准系统包括用以校准LINAC的位置的体模和一个或多个照相机。

图2A示出根据本发明的实现的体模，该体模包括包含X射线发光材料的球形体模主体。

图2B示出根据本发明的实现的体模，该体模包括包含X射线发光材料的圆柱形体模主体。

图2C示出根据本发明的实现的体模，该体模包括覆盖有图案的、包含X射线发光材料的球形体模主体。

图3A示出根据本发明的实现的校准系统。

图3B示出根据本发明的实现的放射束在体模上相对于照相机视图的入射。

图3C示出根据本发明的实现的放射束在体模上的入射的照相机视图。