CN110678224B - 利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置及放疗设备 - Google Patents

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Abstract

一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法、装置及放疗设备，涉及医疗领域，以减少对正常组织的损伤。该放疗设备包括第一射线源(1)、第二射线源(2)以及至少一个探测器(5)；该方法包括：第一射线源(1)运动至第一位置(11)处，发出射束(S101)；探测器(5)接收第一射线源(1)在第一位置(11)发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点(3)的第一图像数据(S102)；根据第一图像数据调整第二射线源(2)，以使得第二射线源(2)运动至第一位置(11)处，发出的射束穿过目标靶点(3)；其中，第二射线源(2)运动至第一位置(11)的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍(S103)。

Description

利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置及放疗设备
技术领域
本公开涉及放疗器械领域，更具体的说，涉及一种治疗设备及控制方法。
背景技术
放射治疗的关键因素之一，是在治疗中保持对肿瘤的精确定位。例如肺部肿瘤会随呼吸移动，对肿瘤每一时刻的精确定位非常困难。肿瘤实时追踪成为一个极具挑战性的问题。现有方法中，一种方式为监测与呼吸相关联的外部替代信号，以此为根据，对肿瘤移动进行预测。其中外部替代信号包括：患者体表标记物的上下移动、患者呼吸的气体量的增减或患者腹压的变化。然而外部替代信号无法准确表征肿瘤的运动，存在较大的不确定性。并且已有多项研究表明，两者之间存在相位偏移(Phase shift)，而且该偏移的幅度是随患者呼吸变化的，无法预测，难以消除。另一种方式为直接对肿瘤区域做透视成像，通过两幅互成夹角的X光投影中肿瘤的 2D位置，反推计算肿瘤在空间的3D位置。为弥补肿瘤在透视投影上对比度的不足，通常在成像前对肿瘤植入多个金属标记物。肿瘤在透视图像中的对比度较低，大部分情况下无法直接观测。为增强对比度，通常在成像前对肿瘤植入多个金属标记物(金标)。金标的植入不但给患者带来额外的手术痛苦，并很有可能诱发“气胸”等病症，而且金标本身有可能随时间发生相对移动，给位置确定带来较高误差。若不植入金标，检测成像有限的可视度将会导致肿瘤跟踪的准确率极低。上述方式在临床应用上均无法准确的实现治疗中的肿瘤位置实时追踪。因此，医生在制订治疗计划时，不得不选择将处方剂量分配到涵盖肿瘤运动范围的扩大的照射区域，以保证治疗中肿瘤始终处于照射范围内部，但此方法造成对肿瘤本身照射的不足，同时导致对肿瘤周边正常器官的额外照射，造成损害。
因此，如何使得放射束能够始终照射肿瘤，而避免照射正常组织，减少对正常组织的损伤，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法、装置及放疗设备，使得放射束能够始终照射肿瘤，而避免照射正常组织，减少对正常组织的损伤。
本公开的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法，所述放疗设备包括第一射线源、第二射线源以及至少一个探测器；所述方法包括：
第一射线源运动至第一位置处，发出射束；探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；根据所述第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，所述第二射线源运动至所述第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
本公开公开一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置，所述放疗设备包括第一射线源、第二射线源以及至少一个探测器；所述装置包括：第一控制器，用于控制所述第一射线源的运动，其中，第一射线源运动至第一位置处发出射束；第二控制器，用于控制所述探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；第三控制器，用于接收探测器的第一图像数据，并根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；所述第三控制器还用于控制所述第二射线源运动至所述第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
本公开公开一种放疗设备，包括上述任一项所述的装置。
本公开中的利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法，由于所述放疗设备包括第一射线源、第二射线源以及至少一个探测器；所述方法包括：第一射线源运动至第一位置处，发出射束；探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；根据所述第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，所述第二射线源运动至所述第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。采用这种方式，第一射线源在第一位置处发出射束，探测器接收后形成目标靶点的第一图像数据，然后根据第一图像数据调整第二射线源，并控制第二射线源运动到第一位置发出射束，由于第二射线源运动到第一位置所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍，这样第一射线源照射时的节点和第二射线源照射时的节点为不同呼吸周期的同一节点；因此在第二射线源处于第一位置对目标靶点进行照射时，目标靶点所处的状态与目标靶点在接收第一射线源的照射所处的状态是非常近似的，所以参照第一图像数据控制第二射线源对目标靶点进行照射将会大大减小因患者呼吸带来的误差，更加准确的照射到目标靶点位置处，使得放射束能够始终照射肿瘤位置，而避免照射正常组织，减少对正常组织的损伤。
附图说明
图1是本公开实施例的一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图2是本公开实施例的第一射线源位于第一位置的示意图；
图3是本公开实施例的第二射线源位于第一位置的示意图；
图4是本公开实施例的另一种第二射线源位于第一位置的示意图；
图5是本公开实施例的多个第一位置的示意图；
图6是本公开实施例的另一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图7是本公开实施例的第一射线源与第二射线源的夹角为0°的示意图；
图8是本公开实施例的第一射线源与第二射线源的夹角为90°的示意图；
图9是本公开实施例的第一射线源与第二射线源的夹角为180°的示意图；
图10是本公开实施例的又一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图11是本公开实施例的再一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图12是本公开实施例的其他一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图13是本公开实施例的另外一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法的流程图；
图14是本公开实施例的一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置的示意图；
图15是本公开实施例的另一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置的示意图。
具体实施方式
虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本公开，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本公开。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。
在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制，使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
下面结合附图和较佳的实施例对本公开作进一步说明。
如图1所示，本实施例中公开一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法，放疗设备包括第一射线源、第二射线源以及至少一个探测器；方法包括：
S101、第一射线源运动至第一位置处，发出射束；
S102、探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S103、根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；
其中，第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
采用这种方式，第一射线源在第一位置处发出射束，探测器接收后形成目标靶点的第一图像数据，然后根据第一图像数据调整第二射线源，并控制第二射线源运动到第一位置发出射束，由于第二射线源运动到第一位置所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍，这样第一射线源照射时的节点和第二射线源照射时的节点为不同呼吸周期的同一节点；因此在第二射线源处于第一位置对目标靶点进行照射时，目标靶点所处的状态与目标靶点在接收第一射线源的照射所处的状态是非常近似的，所以参照第一图像数据控制第二射线源对目标靶点进行照射将会大大减小因患者呼吸带来的误差，更加准确的照射到目标靶点位置处，使得放射束能够始终照射肿瘤位置，而避免照射正常组织，减少对正常组织的损伤。
本实施例中，对第一射线源和第二射线源的固定方式和运动方式不作具体限制，第一射线源可以安装在悬臂上，或安装在C型臂上，或安装在环形架上，又或者安装在滚筒上；第二射线源可以安装在悬臂上，或安装在C型臂上，或安装在环形架上，又或者安装在滚筒上等等方式均可；只需要可以控制第一射线源运动到第一位置处，以及控制第二射线源运动到第一位置处即可。需要说明书的是，本实施例中不限于将第一射线源和第二射线源安装在滚筒，第一射线源和第二射线源可以是分别安装在其他结构上，例如悬臂、C型臂、环形架、滚筒等等，第一射线源和第二射线源也可以是同时安装在某一结构上，例如悬臂、C型臂、环形架、滚筒等等。第一射线源和第二射线源的安装可根据需求自由设置。
本实施例中对探测器接收射束的方式和探测器的数量也不做具体限定，探测器可设置为可运动的，例如一个探测器相对于第一射线源运动，另一个探测器相对于第二射线源运动；也可以是探测器为固定位置的，例如探测器一直位于第一位置的相对位置处，以便接收第一射线源和第二射线源的射束；探测器仅设置一个，设置为一个时，探测器可固定位置，也可以为可运动的；当然也可以是设置两个探测器，其中一个接收第一射线源在第一位置时发射的射束，另一个接收第二射线源在第一位置时发射的射束。本申请对探测器的数量不做具体限定，探测器可以为两个，或三个或更多个。本实施例中第一射线源可以是发出KV级射线的放射源，当然也可以是其他类型的放射源，例如MV级或其他等等；第二射线源可以发出KV级射线的放射源，当然也可以是其他类型的放射源，例如MV级或其他等等。
本实施例中示例的，第一射线源可以为KV级的成像源，第二射线源可以为KV级的成像源。在第一位置照射目标靶点，探测器接收第一射线源的射束得到第一图像数据。之后第二射线源根据第一图像数据，在用时为患者呼吸周期的正整数倍的时间后到达第一位置，发出射束，探测器接收第二射线源的射束得到第二图像数据。这样在第二射线源达到第一位置对目标靶点发射射束时可以根据第一图像数据进行调整，包括调整照射角度、剂量大小或剂量分布等等；并且发出射束的时间为患者不同呼吸周期的同一节点，减少了第二射线源对目标靶点进行照射时的射束误差，提高了对病患位置照射的精确性，减少了对正常组织的照射，保护了患者的正常部位和身体健康。
本实施例中示例的，在生成第二图像数据后，本实施例中的方法中还可以进行对第一图像数据与第二图像数据进行确认的步骤。这样可以验证患者的肿瘤位置、呼吸周期等是否发生变化，例如如果发生微小的变化，可以继续治疗，如果发生的变化较大，可能需要暂停治疗或更改治疗方案等等，从而更加精确的对患者进行后续的治疗。
本实施例中示例的，第一射线源可以为KV级的成像源，第二射线源可以为MV级的治疗源。在第一位置照射目标靶点，探测器接收第一射线源的射束得到第一图像数据。之后第二射线源根据第一图像数据，在用时为患者呼吸周期的正整数倍的时间后到达第一位置，发出治疗射束，用于对患者的病患部位进行治疗。这样在第二射线源达到第一位置对目标靶点发射射束时可以根据第一图像数据进行调整，包括调整照射角度、剂量大小或剂量分布等等；并且发出射束的时间为患者不同呼吸周期的同一节点，减少了第二射线源对目标靶点进行照射治疗时的射束误差，提高了对病患位置照射的精确性，减少了对正常组织的照射，保护了患者的正常部位和身体健康。
如图2所示，本实施例中以第一射线源1和第二射线源2安装在滚筒 4上为例进行示例说明。第一射线源和第二射线源运动可以是由滚筒带动其运动，还可以是第一射线源和第二射线源相对于滚筒运动。本申请以第一射线源和第二射线源运动可以是由滚筒带动其运动为例进行示例说明。第一射线源1和第二射线源2可绕目标靶点3圆周旋转，探测器5可接收第一射线源1发出的射束。第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α， 0°≤α≤180°。本实施例中第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α一般为固定值，这样方便对射线源的控制，便于成像和治疗，当然夹角为α也可以不固定，可以为变化的。
如图2所示，第一射线源1在第一位置11处发出射束，照射到目标靶点3，探测器5接收第一射线源1在第一位置11处发出的、穿过目标靶点 3的射束，据此生成目标靶点的第一图像数据。如图3所示，根据第一图像数据，控制第二射线源2运动到第一位置11处，第二射线源2运动至第一位置11的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍，第二射线源2在第一位置11处发出射束，照射到目标靶点。由于基于第一图像数据调整第二射线源2的照射范围、剂量等，而且发出射束的时间为患者不同呼吸周期的同一节点，减少了第二射线源对目标靶点进行照射时的射束误差，提高了对病患位置照射的精确性，减少了对正常组织的照射。
本实施例中示例的，如图3所示，第二射线源2可以是发出成像射束，探测器5在第一位置1的相对位置处接收第二射线源2发出的成像射束，据此生成第二图像数据。由于第一图像数据和第二图像数据是在患者的不同呼吸周期的同一节点获取的，据此可以得知患者的状态、呼吸周期等是否发生变化，并且还可以根据变化的大小得知患者的当前呼吸周期的数值，从而及时了解患者的状态。当然第二射线源2还可以是发出治疗射束，探测器5在第一位置1的相对位置，可以接收第二射线源2的射束。本实施例中示例的，如图4所示，在第二射线源2运动到第一位置11处时，探测器5也可以随着第一射线源1的位置进行运动，运动至与第一射线源1相对的位置。第二射线源2可以发出成像射束，由其他探测器接收成像，第二射线源2还可以发出治疗射束。而第一射线源1可以继续发出射束，照射到目标靶点3，探测器5可接收第一射线源1的射束，形成另一位置的图像数据，第二射线源2在照射目标靶点3时，还可以根据该另一位置的图像数据进行照射，以更加准确的进行成像或治疗。
本实施例中第一位置并不局限与图示位置，还可以是圆周上其他的位置，或者其他结构上的位置，如由悬臂或C型臂等带动运动到某一位置。本实施例中第一位置也并不局限于仅有一个位置。例如，第一位置还可以是在一个呼吸周期内的多个不同的位置，则在一个呼吸周期内的多个位置获取多个第一图像数据，并对一个呼吸周期内的多个位置的第一图像调整第二射线源，在第二射线源为治疗源的情况下，可以实现实时图像引导的精准治疗。例如如图5所示，第一位置包括第一个第一位置111和第二个第一位置112，第一射线源1可以运动到该第一个第一位置111和第二个第一位置112。从而探测器5根据第一射线源1在第一个第一位置111和在第二个第一位置112的射束得到更加准确的第一图像数据。其中在第一射线源1运动时，第二射线源2也可以保持与第一射线源1相同的夹角α同步运动；当然也可以不同步运动。
示例的，第一位置可包括至少两个不同的位置，本实施例中公开一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的方法，以图1所示的为例，如6图所示，包括：
S201、在第一呼吸周期内，第一射线源运动至第一位置处，发出射束；
S202、探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S203、根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；
S204、在第二呼吸周期内，第一射线源运动至第一位置处，发出射束；
S205、探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S206、根据第一呼吸周期和第二呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息；
S207、根据目标靶点的位置信息调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点。
即本申请提供的一种实施例，获取至少两个不同呼吸周期的第一图像数据，根据不同呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息，根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。采用两个不同呼吸的第一图像数据以精确的获取到目标靶点的位置信息，从而据此对第二射线源进行调整，让第二射线源更加准确的照射到目标靶点位置处，减少对正常组织的损伤。其中，第一呼吸周期和第二呼吸周期中的第一位置可以是相同的位置，也可以是不同的位置。例如第一个呼吸周期的第一位置可以是吸气节点的对应位置，第二呼吸周期的第一位置可以是呼吸节点的对应位置。
其中，不同呼吸周期可以为相邻的两个呼吸周期，或相邻的三个或更多个呼吸周期，或不相邻的任意两个或三个及更多个呼吸周期。例如不同呼吸周期采用相邻的两个呼吸周期，这样可以得知短期时间内患者的呼吸周期是否发生变化及变化的具体情况；又如不同呼吸周期为相邻的三个或更多个呼吸周期，这样可以通过更多的图像数据进行对比，更加准确的得知呼吸周期的变化和患者的当前呼吸周期的数值；又如不同呼吸周期为不相邻的任意两个呼吸周期，那么可以比对不同时间段患者的呼吸周期，得到不同时间段患者的呼吸变化，为治疗提供更丰富的数据；又如不同呼吸周期为不相邻的任意三个或更多个呼吸周期，如此可以得到更多在不同时间段的患者呼吸周期的变化，以更精确的知晓患者病理状态的变化。
本实施例中，呼吸周期包括三部分：吸气，呼气和屏息，其中吸气是吸入空气的主动活动，使肺部充满纯净、新鲜的空气；呼气是呼吸的被动动作，排出陈腐空气，清空肺部；屏息指的是吸气呼气间正常的停顿，屏息被分为两部分，包括吸气后屏息和呼气后屏息。患者的呼吸周期就是完成上述三部分，即完成吸气、呼气和平息的整个过程所花费的时间。示例的，一般情况下人类的完成一个呼吸周期所需的时间为3至4秒左右，当然在特殊情况或病理状态下呼吸周期会有所变化，本实施例中可通过对患者进行呼吸训练来获取患者初始的呼吸周期，作为患者的预设呼吸周期，当然也可以通过其他方式获取到患者的呼吸周期。
本实施例中示例的，如图7所示，第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α还可以为0°，此时探测器接收射线方向与第二射线源的射线方向在一条直线上，所拍摄到的影像恰为第二射线源射线照射时对应图像。此种情况下，无论肿瘤是因为呼吸运动或患者身体移动造成的位置改变，都能够被探测器高精度的实时检测到。
本实施例中示例的，如图8所示，第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α可以为90°，即第一射线源1与第二射线源2处在正交位置，此时探测器接收射线方向与第二射线源的射线方向相互垂直，所拍摄到的影像与治疗源射线照射时平面图像存在正交关系，这样能够从垂直的两个角度获取的图像数据，能获得肿瘤的在三维方向的位置信息，从而可以确定肿瘤在三维方向上的精确位置信息。
本实施例中示例的，如图9所示，第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α可以为180°，此时探测器接收射线方向与第二射线源的射线方向相反，二者互为映像。则根据第一射线源确定的第一图像数据中肿瘤的位置信息为在二维平面的位置，第二射线源与第一射线源映射，则可以对肿瘤的平面位置进行精确的照射。
本实施例中，第一射线源1和第二射线源2之间的夹角为α也可以为其他角度，例如10°、25°、30°、31°、35°、45°、50°、60°、66°、 79°、88°、92°、100°、120°、140°、155°、176°等等，可根据实际需求进行设置。当第一射线源1和第二射线源2的夹角α越接近0°或 180°时，诊断源所成图像更接近于治疗源治疗时的实际图像，能进一步提高治疗精度。
本实施例中示例的，第一射线源、第二射线源可绕患者圆周旋转；其中第一射线源和第二射线源的旋转速率可以相同，也可以不同。例如第一射线源和第二射线源均设置在滚筒上，由滚筒带动旋转则其旋转速率相同；或者第一射线源和第二射线源分别由悬臂支撑并带动其旋转，其旋转速率不同。
本实施例中示例的，第一射线源和第二射线源可安装在滚筒上，本实施例中的方法还包括：设定第一射线源的旋转速率，其中，旋转速率为： x＝(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一射线源与第二射线源的夹角， T为患者的呼吸周期，N第二射线源运动至第一位置处所用的时间为预设呼吸周期的倍数。当然，还可以设定第二射线源的旋转速率，第二射线源的旋转速率为：x’＝(α/NT)，其中，x’为第二射线源旋转角速率，α为第一射线源与第二射线源的夹角，T为患者的呼吸周期，N第二射线源运动至第一位置处所用的时间为预设呼吸周期的倍数。
本实施例中步骤S103中，根据第一图像数据调整第二射线源包括：根据第一图像数据，调整第二射线源的照射角度、剂量大小或剂量分布。这样基于不同呼吸周期的同一节点的第一图像数据调整第二射线源的照射角度、剂量大小或剂量分布等数据，可以让第二射线源更加精确的照射目标靶点，减少对病患部位周围正常组织的照射。
本实施例中，示例的，如图10所示，本实施例中的方法包括：
S301、第一射线源运动至第一位置处，发出射束；
S302、探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S303、根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍；
S304、获取患者的当前呼吸周期；
S305、根据当前呼吸周期调整预设呼吸周期。
患者在治疗之前，可通过呼吸训练等方式获取到患者的呼吸周期，从而得到预设呼吸周期。在患者刚开始进行治疗时，可以采用预设呼吸周期对患者进行放疗或成像等。而为了更加精确的进行治疗，可以获取到患者的当前呼吸周期，这样就可以知道患者的呼吸周期是否发生了变化，如果发生了变化，那么就将获取的患者的当前的呼吸周期替换步骤S303中的预设呼吸周期，从而使呼吸周期更加准确，为治疗提供更加精确的数据。例如，在治疗之前获取到患者的呼吸周期为4秒，而获取到患者的当前呼吸周期为4.2秒，那么就之前设定的预设呼吸周期4秒改为当前呼吸周期4.2 秒，以便更加精确的进行治疗。本实施例中获取患者当前呼吸周期的方式有对当前状态的患者进行呼吸训练，获取患者的当前呼吸周期，又或者通过获取的图像数据进行分析，获取当前呼吸周期，当然还可以采用其他方式获取，本实施例中不限定获取患者呼吸周期的具体方式，例如利用呼吸监测装置。其中，预设呼吸周期是***初始输入设定的呼吸周期，可以是病人的平均呼吸周期，预设呼吸周期也可以是通过治疗师对病人进行训练，得到的病人的呼吸周期等，本申请以预设呼吸周期为病患的训练呼吸周期为例进行说明。
当然，步骤304和步骤305也不限于上述具体示例，例如，还可以在第一射线源运动之前，获取当前呼吸周期，并将当前呼吸周期调整为预设呼吸周期。
本实施例中，以图1所示的为例，示例的，如图11所示，方法包括：
S401、设定预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；
S402、第一射线源运动至第一位置处，在呼吸节点发出射束；
S403、探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S404、根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
采用这种方式可以控制第一射线源在预设的呼吸节点发出射束，探测器在接收射束后，获取图像数据。然后可以与其他相同呼吸节点或不同呼吸节点的图像数据进行比较，通过这种方式可以将患者的当前状态与之前在相同节点的状态进行对比，判断患者的呼吸周期是否发生变化，以及通过位置变化的大小具体判断呼吸周期变化的具体数值，从而获取当前患者的呼吸周期。在获取当前患者的呼吸周期之后，还可以将获取的患者的当前的呼吸周期替换之前预设呼吸周期，从而使呼吸周期更加准确，为治疗提供更加精确的数据。因此通过本实施例的这种方式也可以获取到当前患者的呼吸周期，为治疗提供更加精确的数据。本实施例中呼吸节点可以是呼吸周期的任意节点，例如T/5、T/4、T/2、5T/8、3T/4、5T/6等等。本实施例采用的方式可以快速的获取患者的当前呼吸周期，便于在治疗中的实施和使用。
本申请提供的一种实施例中，所述方法还包括：
在一个呼吸周期内，第一射线源位于多个不同第一位置处，分别在各呼吸节点发出射束；
探测器分别接收第一射线源在各第一位置发出的射束，并根据接收的各射束分别生成目标靶点的多个第一图像数据；
根据多个第一图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
示例的，第一射线源在一个呼吸周期内的T/2、T/4以及T/8的多个节点对应的多个位置处分别发出射束，探测器分别接收第一射线源在各节点的射束，从而生成多个第一图像数据，则根据多个节点数据可以获得目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹。且，呼吸节点设置的越多，获得运动轨迹越精细。
此外，获取到目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息后，还可以据此计算患者的当前呼吸周期，从而使用患者的当前呼吸周期替换预设呼吸周期，使对患者的成像、治疗等更加准确。
本实施例中，示例的，方法还包括：获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据；根据第一图像数据调整第二射线源包括：根据不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据，调整第二射线源。
示例的，以图10所示为例，参照图12所示，本申请提供的一种实施例，所述方法包括：
S501、设定预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；例如为吸气节点；
S502、在第一个呼吸周期，第一射线源运动至第一位置处，在吸气节点发出射束；
S503、探测器接收第一射线源在第一个呼吸周期的第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S504、在第二个呼吸周期，第一射线源运动至第一位置处，在吸气节点发出射束。
S505、探测器接收第一射线源在第二位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
S506、根据步骤503获取的第一个呼吸周期的第一图像数据和步骤505 获取的第二个呼吸周期的第一图像数据，调整第二射线源。
采用这种方式可以通过不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据更加准确的得到目标靶点的变化情况和目标靶点的状态，从而精确的调整第二射线源，如照射角度、剂量大小或剂量分布等，让第二射线源与目标靶点的实际状态更加匹配，减少对病患部位周围正常组织的照射。此外，本实施例中的方法还可以比较不同呼吸周期的相同呼吸节点的第一图像数据，从而判断患者的呼吸周期是否发生变化，以及通过图像数据得到变化的大小，从而获取患者的当前呼吸周期。其中，不同呼吸周期可以为相邻的两个呼吸周期，或相邻的三个或更多个呼吸周期，或不相邻的任意两个或三个及更多个呼吸周期。例如不同呼吸周期采用相邻的两个呼吸周期，这样可以得知短期时间内患者的呼吸周期是否发生变化及变化的具体情况；又如不同呼吸周期为相邻的三个或更多个呼吸周期，这样可以通过更多的图像数据进行对比，更加准确的得知呼吸周期的变化和患者的当前呼吸周期的数值；又如不同呼吸周期为不相邻的任意两个呼吸周期，那么可以比对不同时间段患者的呼吸周期，得到不同时间段患者的呼吸变化，为治疗提供更丰富的数据；又如不同呼吸周期为不相邻的任意三个或更多个呼吸周期，如此可以得到更多在不同时间段的患者呼吸周期的变化，以更精确的知晓患者病理状态的变化。
本实施例中，示例的，方法还包括：获取至少两个不同呼吸周期的第一图像数据；根据不同呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息；根据第一图像数据调整第二射线源包括：根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。
示例的，参照图13所示，本申请提供的一种实施例，包括：
S601、在第一个呼吸周期，第一射线源运动至多个第一位置处，发出射束。
S602、探测器接收第一射线源在第一个呼吸周期的多个第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的多个第一图像数据；
S603、在第二个呼吸周期，第一射线源运动至多个第一位置处，发出射束。
S604、探测器接收第一射线源在多个第二位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的多个第一图像数据；
S605、根据步骤601获取的第一个呼吸周期的多个第一图像数据和步骤604获取的第二个呼吸周期的多个第一图像数据，确定目标靶点的位置信息。
S606、根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。
采用这种方式可以精确的获取到目标靶点的位置信息，从而据此对第二射线源进行调整，让第二射线源更加准确的照射到目标靶点位置处，减少对正常组织的损伤。采用这种方式还可以通过至少两个不同呼吸周期的第一图像数据得到目标靶点的变化情况，从而获取患者的当前呼吸周期，之后还可以将获取的患者的当前的呼吸周期替换之前预设呼吸周期，从而使呼吸周期更加准确，为治疗提供更加精确的数据。
本申请提供了一种与上述方法对应的设备，其可以执行上述方法中的功能，因此，对上述方法中的部分描述，在以下不做赘述。
如图14所示，本公开实施例公开一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置，结合图2所示，放疗设备包括第一射线源1、第二射线源2以及至少一个探测器5；装置包括：
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，第一射线源运动至第一位置处发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器203，用于接收探测器的第一图像数据，并根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；
第三控制器还用于控制第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
采用这种方式，第一射线源在第一位置处发出射束，探测器接收后形成目标靶点的第一图像数据，然后根据第一图像数据调整第二射线源，并控制第二射线源运动到第一位置发出射束，由于第二射线源运动到第一位置所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍，这样第一射线源照射时的节点和第二射线源照射时的节点为不同呼吸周期的同一节点；因此在第二射线源处于第一位置对目标靶点进行照射时，目标靶点所处的状态与目标靶点在接收第一射线源的照射所处的状态是非常近似的，所以参照第一图像数据控制第二射线源对目标靶点进行照射将会大大减小因患者呼吸带来的误差，更加准确的照射到目标靶点位置处，使得放射束能够始终照射肿瘤位置，而避免照射正常组织，减少对正常组织的损伤。
示例的，第一位置可包括至少两个不同的位置，本实施例中公开一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置，以图14所示的为例，包括：
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，在第一呼吸周期内，控制第一射线源运动至第一位置处发出射束；以及在第二呼吸周期内，控制第一射线源运动至第一位置处，发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一呼吸周期内第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；以及接收在第二呼吸周期内第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器203，用于在第一呼吸周期内根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；以及在第二呼吸周期内根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；
第三控制器还用于控制第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍。
还包括：第四处理器，用于根据第一呼吸周期和第二呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息；
即本申请提供的一种实施例，获取至少两个不同呼吸周期的第一图像数据，根据不同呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息，根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。采用两个不同呼吸的第一图像数据以精确的获取到目标靶点的位置信息，从而据此对第二射线源进行调整，让第二射线源更加准确的照射到目标靶点位置处，减少对正常组织的损伤。
本实施例中示例的，第一射线源和第二射线源可安装在滚筒上，本实施例中的第一控制器还用于：控制第一射线源的旋转速率，其中，旋转速率为：x＝(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一射线源与第二射线源的夹角，T为患者的呼吸周期，N第二射线源运动至第一位置处所用的时间为预设呼吸周期的倍数。当然，第三控制器也可以控制第二射线源的旋转速率，第二射线源的旋转速率为：x’＝(α/NT)，其中，x’为第二射线源旋转角速率，α为第一射线源与第二射线源的夹角，T为患者的呼吸周期，N第二射线源运动至第一位置处所用的时间为预设呼吸周期的倍数。
本实施例中第三控制器根据第一图像数据调整第二射线源包括：根据第一图像数据，调整第二射线源的照射角度、剂量大小或剂量分布。这样基于不同呼吸周期的同一节点的第一图像数据调整第二射线源的照射角度、剂量大小或剂量分布等数据，可以让第二射线源更加精确的照射目标靶点，减少对病患部位周围正常组织的照射。
本实施例中，示例的，结合图14所示，本实施例中的装置包括：
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，第一射线源运动至第一位置处发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器203，用于接收探测器的第一图像数据，并根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍；
以及第六处理器，用于获取患者的当前呼吸周期；根据当前呼吸周期调整预设呼吸周期。
患者在治疗之前，可通过呼吸训练等方式获取到患者的呼吸周期，从而得到预设呼吸周期，在患者刚开始进行治疗时，可以采用预设呼吸周期对患者进行放疗或成像等。而为了更加精确的进行治疗，可以获取到患者的当前呼吸周期，这样就可以知道患者的呼吸周期是否发生了变化，如果发生了变化，那么就将获取的患者的当前的呼吸周期替换预设呼吸周期，从而使呼吸周期更加准确，为治疗提供更加精确的数据。
本实施例中，以图14所示的为例，如图15所示，示例的，装置包括：
第一处理器301，用于设定预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，第一射线源运动至第一位置处，在预设呼吸周期的至少一个呼吸节点发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器203，用于接收探测器的第一图像数据，并根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，第二射线源运动至第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍；
采用这种方式可以控制第一射线源在预设的呼吸节点发出射束，探测器在接收射束后，获取图像数据。然后可以与其他相同呼吸节点或不同呼吸节点的图像数据进行比较，通过这种方式可以将患者的当前状态与之前在相同节点的状态进行对比，判断患者的呼吸周期是否发生变化，以及通过位置变化的大小具体判断呼吸周期变化的具体数值，从而获取当前患者的呼吸周期。
申请提供的一种实施例中，示例的，第一控制器还用于：在一个呼吸周期内，第一射线源位于多个不同第一位置处，分别在各呼吸节点发出射束；
第二控制器还用于控制探测器分别接收第一射线源在各第一位置发出的射束，并根据接收的各射束分别生成目标靶点的多个第一图像数据；
装置还包括：第二处理器，用于根据多个第一图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
示例的，第一射线源在一个呼吸周期内的T/2、T/4以及T/8的多个节点对应的多个位置处分别发出射束，探测器分别接收第一射线源在各节点的射束，从而生成多个第一图像数据，则根据多个节点数据可以获得目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹。此外，获取到目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息后，还可以据此计算患者的当前呼吸周期，从而使用患者的当前呼吸周期替换预设呼吸周期，使对患者的成像、治疗等更加准确。
本实施例中，示例的，装置还包括：第三处理器，用于获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据；
第三控制器具体用于：根据不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据，调整第二射线源。
示例的，以图14所示为例，本申请提供的一种实施例，所述装置包括：
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，在第一个呼吸周期，第一射线源运动至第一位置处，在预设呼吸周期的至少一个呼吸节点发出射束；例如为吸气节点；以及在第二个呼吸周期，第一射线源运动至第一位置处，在吸气节点发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一射线源在第一个呼吸周期的第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；以及控制探测器接收第一射线源在第二个呼吸周期的第二位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器203，用于获取的第一个呼吸周期的第一图像数据和第二个呼吸周期的第一图像数据，调整第二射线源；
采用这种方式可以通过不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据更加准确的得到目标靶点的变化情况和目标靶点的状态，从而精确的调整第二射线源，如照射角度、剂量大小或剂量分布等，让第二射线源与目标靶点的实际状态更加匹配，减少对病患部位周围正常组织的照射。此外，本实施例中的方法还可以比较不同呼吸周期的相同呼吸节点的第一图像数据，从而判断患者的呼吸周期是否发生变化，以及通过图像数据得到变化的大小，从而获取患者的当前呼吸周期。
本实施例中，示例的，第四处理器用于获取至少两个不同呼吸周期的第一图像数据；根据不同呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息；
第三控制器具体用于：根据第一图像数据调整第二射线源包括：根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。
示例的，参照图14所示，本申请提供的一种实施例，包括：
第一控制器201，用于控制第一射线源的运动，其中，在第一个呼吸周期，第一射线源运动至多个第一位置处，发出射束；以及在第二个呼吸周期，第一射线源运动至多个第一位置处，发出射束；
第二控制器202，用于控制探测器接收第一射线源在第一个呼吸周期的多个第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的多个第一图像数据；以及控制探测器接收第一射线源在多个第二位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的多个第一图像数据；
第三控制器203，用于根据获取的第一个呼吸周期的多个第一图像数据和第二个呼吸周期的多个第一图像数据，确定目标靶点的位置信息；以及根据目标靶点的位置信息调整第二射线源。
采用这种方式可以精确的获取到目标靶点的位置信息，从而据此对第二射线源进行调整，让第二射线源更加准确的照射到目标靶点位置处，减少对正常组织的损伤。采用这种方式还可以通过至少两个不同呼吸周期的第一图像数据得到目标靶点的变化情况，从而获取患者的当前呼吸周期，之后还可以将获取的患者的当前的呼吸周期替换之前预设呼吸周期，从而使呼吸周期更加准确，为治疗提供更加精确的数据。
本公开实施例公开一种放疗设备，包括上述任一项利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本公开所作的进一步详细说明，不能认定本公开的具体实施只局限于这些说明。对于本公开所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本公开的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用放疗设备对靶点跟踪照射的装置，所述放疗设备包括第一射线源、第二射线源以及至少一个探测器，所述第一射线源为KV级的成像源，所述第二射线源为MV级的治疗源；其特征在于，所述装置包括：
第一控制器，用于控制所述第一射线源的运动，其中，第一射线源运动至第一位置处发出射束；
第二控制器，用于控制所述探测器接收第一射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；
第三控制器，用于接收探测器的第一图像数据，并根据第一图像数据调整第二射线源，以使得第二射线源运动至第一位置处，发出的射束穿过目标靶点；其中，所述第三控制器具体用于，根据所述第一图像数据，调整第二射线源的照射角度、剂量大小或剂量分布；
所述第三控制器还用于控制所述第二射线源运动至所述第一位置的所用时间为患者预设呼吸周期的正整数倍；
所述装置还包括：
第一处理器，用于获取设定的所述预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；
所述第一控制器具体用于，控制所述第一射线源运动至第一位置处，在所述呼吸节点发出射束；
所述第一控制器还用于在一个所述呼吸周期内，控制第一射线源位于多个不同第一位置处，分别在各呼吸节点发出射束；所述第二控制器还用于控制所述探测器分别接收第一射线源在各第一位置发出的射束，并根据接收的各射束分别生成目标靶点的多个第一图像数据；
所述装置还包括：
第二处理器，用于根据多个所述第一图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息；
第六处理器，用于根据所述目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息，计算患者的当前呼吸周期，并根据所述当前呼吸周期调整预设呼吸周期。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三处理器，用于获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据；
所述第三控制器具体用于：根据所述第三处理器获取的不同呼吸周期中相同呼吸节点的第一图像数据，数据调整第二射线源。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
第四处理器，用于获取至少两个不同呼吸周期的第一图像数据，根据所述不同呼吸周期的第一图像数据确定目标靶点的位置信息；
所述第三控制器具体用于：根据第四处理器确定的所述目标靶点的位置信息调整第二射线源。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制器还用于控制所述探测器接收第二射线源在第一位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第二图像数据；
还包括第五处理器，用于对所述第一图像数据与所述第二图像数据进行确认。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一射线源、所第二射线源可绕所述患者圆周旋转；所述第一控制器还用于：控制所述第一射线源的旋转速率，其中，所述旋转速率为：
x＝(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一射线源与第二射线源的夹角，T为患者的呼吸周期，N第二射线源运动至第一位置处所用的时间为预设呼吸周期的倍数。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一射线源和所述第二射线源的夹角为0°或180°。
7.一种放疗设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的装置。
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