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CN110366389B - 利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备 - Google Patents

利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备 Download PDF

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CN110366389B CN201780087631.3A CN201780087631A CN110366389B CN 110366389 B CN110366389 B CN 110366389B CN 201780087631 A CN201780087631 A CN 201780087631A CN 110366389 B CN110366389 B CN 110366389B
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Abstract

一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备，涉及医疗领域，以准确的检测肿瘤位置的运动。放疗设备包括射线源（1）以及接收射线源（1）发出的射线的探测器（3），利用放疗设备确定目标靶点位置的系统执行的方法包括：射线源（1）位于第一位置（11）处，发出放射束（S101）；探测器（3）接收射线源（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的第一图像数据（S102）；射线源（1）运动至第二位置（12）处，发出放射束，其中，射线源（1）从第一位置（11）运动至第二位置（12）的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍（S103）；探测器（3）接收射线源（1）在第二位置（12）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（S104）；根据第一图像数据和第二图像数据，确定目标靶点的位置信息（S105）。

Description

利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备
技术领域
本发明涉及放疗器械领域，更具体的说，涉及一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备。
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：病人体表标记物的上下移动、病人呼吸的气体量的增减或病人腹压的变化。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病人呼吸变化的，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。然而，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）。金标的植入不但给病人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，如何准确的检测肿瘤位置的运动，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统、装置和放疗设备，以更加准确的检测肿瘤的位置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，所述系统可以执行以下方法，所述方法包括：
射线源位于第一位置处，发出放射束；探测器接收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；射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；探测器接收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二图像数据；根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
本发明公开一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，其特征在于，所述装置包括：第一控制器，用于控制射线源的运动，其中，射线源位于第一位置处，发出放射束；控制探测器接收射线源在第一位置发出的射束，以根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；射线源运动至第二位置处，发出放射束探测器接收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二图像数据；其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；第一处理器，用于根据第一控制器生成的第一图像数据和第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
本发明公开一种放疗设备，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，还包括上述任一项所述的装置。
本发明利用放疗设备确定目标靶点位置的系统由于该放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，该系统执行的方法包括：射线源位于第一位置处，发出放射束；探测器接收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；射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；探测器接收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二图像数据；根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。采用这种方式，探测器接收放射源在第一位置处发出的射束生成第一图像数据，然后探测器再接收放射源在第二位置处发出的射束生成第二图像数据，由于放射源从第一位置运动到第二位置的时间间隔是患者呼吸周期的正整数倍，所得到的第一图像数据和第二图像数据就为患者不同呼吸周期的同一节点的图像数据，从而避免了由于时间延迟带来的肿瘤成像不精确的问题，为放疗提供更加精确的目标靶点的位置信息，避免放疗时对目标靶点周边正常器官的额外照射而造成的损害。
附图说明
图1是本发明实施例的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的方法的流程图；
图2是本发明实施例的射线源在第一位置的示意图；
图3是本发明实施例的射线源在第二位置的示意图；
图4是本发明实施例的射线源在另一第二位置的示意图；
图5是本发明实施例的射线源在第三位置的示意图；
图6是本发明实施例的第三位置的示意图；
图7是本发明实施例的利用放疗设备确定目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息的方法的流程图；
图8是本发明实施例的另一种利用放疗设备确定目标靶点位置的方法的流程图；
图9是本发明实施例的又一种利用放疗设备确定目标靶点位置的方法的流程图；
图10是本发明实施例的再一种利用放疗设备确定目标靶点位置的方法的流程图；
图11是本发明实施例的其他一种利用放疗设备确定目标靶点位置的方法的流程图；
图12是本发明实施例的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置的示意图。
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发明，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发明。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发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例中公开一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，该系统可以执行以下利用放疗设备确定目标靶点位置的方法，所述方法包括：
S101、射线源位于第一位置处，发出放射束；
S102、探测器接收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、射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S104、探测器接收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二图像数据；
S105、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
采用这种方式，探测器接收放射源在第一位置处发出的射束生成第一图像数据，然后探测器再接收放射源在第二位置处发出的射束生成第二图像数据，由于放射源从第一位置运动到第二位置的时间间隔是患者呼吸周期的正整数倍，所得到的第一图像数据和第二图像数据就为患者不同呼吸周期的同一节点的图像数据，从而避免了由于时间延迟带来的肿瘤成像不精确的问题，为放疗提供更加精确的目标靶点的位置信息，避免放疗时对目标靶点周边正常器官的额外照射而造成的损害。
本实施例中，对射线源的固定方式和运动方式不作具体限制，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，只需要可以控制射线源从第一位置运动到第二位置即可。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，探测器可相对于射线源运动，例如射线源运动到第一位置时，探测器运动到第一位置所相对的位置，射线源运动到第二位置时，这个探测器运动到第二位置相对的位置，从而接收射束；当然也可以是设置两个探测器，其中一个接收射线源在第一位置时发射的射束，另一个接收射线源在第二位置时发射的射束；即本申请对探测器的数量不做具体限定，探测器的数量可以设置为一个，也可以设置为两个，或三个或更多个。本实施例中射线源可以是发出KV级射线的放射源，当然也可以是MV级或其他等等。
如图2所示，本实施例中以滚筒为例进行示例说明，射线源1和探测器3安装在滚筒4上，射线源1发出的射束穿过目标靶点2，探测器3接收穿过目标靶点2的射束，并据此得到图像数据。如图2、图3所示，本实施例中以探测器相对于放射源运动为例进行示例说明，探测器3相对于射线源1运动，在射线源1位于第一位置11时，探测器3相对于射线源1，接收射线源1的射束；结合图3所示，在射线源1运动到第二位置12时，探测器3运动至与射线源1相对的位置处，接收射线源1在第二位置12发射的射束。其中第一位置11和第二位置12之间的夹角α可以设置在0°到180°之间，例如可以为0°、45°、90°或180°等。第一位置11和第二位置12之间的夹角α为0°，则射线源1在经过患者呼吸周期的正整数倍的时间后，还在之前的位置，第一位置和第二位置重合。第一位置11和第二位置12之间的夹角α也可以为180°，射线源1在经过患者呼吸周期的正整数倍的时间后，第一位置和第二位置相对。第一位置11和第二位置12之间的夹角α也可以为其他角度，例如90°，如图4所示，当α为90°时，射线源1在第一位置11和射线源1在第二位置12相对为正交关系，获取的第一图像数据和第二图像数据中显示的目标靶点2的相对位置也为正交关系，这样从垂直的两个角度获取的图像数据，能获得目标靶点的在三维方向的位置信息，从而根据第一图像数据和第二图像数据，确定目标靶点在三维方向上的精确位置信息，从而提高获取的目标靶点位置信息精确性，为放疗提供更准确的目标靶点位置信息。当然第一位置和第二位置之间的夹角α还可以是其他数值，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。
本实施例中，射线源1可绕所述患者圆周旋转，本实施例方法还包括：设定射线源的旋转速率，其中，射线源的旋转速率为：x=(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一位置与第二位置的夹角，T为病人的呼吸周期，N为射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的倍数。
本实施例中也不限制射线源仅运动到第一位置和第二位置，射线源还可以运动到更多的其他位置，例如如图5所示，本实施例中射线源1还可以运动到第三位置13处，图5中第三位置13仅为其中一个示例，第三位置还可以位于其他圆周位置上。本实施例中射线源还可以运动到第四位置、第五位置等等。并且第三位置13可以包括两个或更多个不同的圆周位置，示例的，如图6所示，第三位置包括第一个第三位置131和第二个第三位置132，从而获取的目标靶点的位置变化更加精确。需要说明的是，当射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的一倍时，第三位置可以是呼吸周期内的任何时间点的对应位置，当射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的多倍时，第三位置可以是位于一个呼吸周期内的任何时间点的对应位置，还可以是位于不同呼吸周期内的任何时间点的对应位置。
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，当然也可以通过其他方式获取到患者的呼吸周期，例如利用呼吸监测装置。射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍，可以是预设呼吸周期的一倍、两倍或三倍等，本申请实施例以射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期为例进行示例说明。其中，预设呼吸周期是系统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。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，结合图5所示，在射线源1运动至第二位置12处之前，射线源1运动至第三位置13处，发出放射束；探测器3接收射线源1在第三位置13发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第三图像数据。具体如图7所示，该系统执行以下利用放疗设备确定目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息的方法，所述方法包括：
S201、射线源位于第一位置处，发出放射束；
S202、探测器接收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、射线源运动至第三位置处，发出放射束；
S204、探测器接收射线源在第三位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第三图像数据；
S205、射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S206、探测器接收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二图像数据；
S207、根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
射线源1从第一位置11运动至第三位置13再运动至第二位置12，即第三位置13可以是第一位置11和第二位置12之间的任意位置。例如，第一位置11到第二位置12刚好是一个呼吸周期的情况下，所述第一位置11、所述第二位置12和所述第三位置13为同一个呼吸周期射线源的不同位置，第三位置13为呼吸周期内的任意位置。采用这种方式，控制射线源1运动到第三位置13，使探测器3接收射线源1在第三位置13发射的射束，从而生成第三图像数据，这样就可以根据第一图像数据、第二图像数据和第三图像数据结合之后获取目标靶点2的运动轨迹信息，得到目标靶点2在一个呼吸周期内不同节点的位置。具体的，此外，通过本实施例中的这种方式也可以获取到患者当前的呼吸周期，例如根据获取的图像数据与之前图像数据进行对比，查看与之前呼吸周期的节点位置的变化，从而判断呼吸周期是否发生变化，并得到患者当前呼吸周期的具体数值。当然第三位置13并非只限制在第一位置11和第二位置12之间，还可以位于其他位置，本实施例中仅为示例说明。
示例的，如图6所示，第三位置包括至少两个不同的位置；例如图6时中的第一个第三位置131和第二个第三位置132，当然第三位置还可以包括更多个不同的位置；当然本实施例中第一个第三位置或第二个第三位置也可以不在第一位置11和第二位置12之间，可将第一个第三位置设置在第一位置11和第二位置12区间之外的位置；当然也可以将第一个第三位置和第二个第三位置均设在不在第一位置11和第二位置12之间，可将第一个第三位置和第二个第三位置均设在第一位置11和第二位置12区间之外的位置。探测器根据在不同的位置分别生成目标靶点的第三图像数据，根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及至少两个所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
第三位置包括多个，则可以获取一个呼吸周期内多个节点目标靶点的位置，则获取的目标靶点的位置变化更加精确，从而可以得到更详细的目标靶点的运动轨迹信息。当然第三位置还可以是包括更多个不同的位置，例如三个不同的位置、或四个不同的位置、或更多个不同的位置。第三位置中包括的至少两个不同的位置可以任意分布。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，该系统可执行以下利用放疗设备确定目标靶点位置的方法，示例的，如图8所示，以图1所示的方法为例，所述方法包括：
S301、射线源位于第一位置处，发出放射束；
S302、探测器接收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、射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S304、探测器接收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二图像数据；
S305、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息；
S306、获取患者的当前呼吸周期；
S307、根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
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，那么就可以在下一个呼吸周期开始前，替换预设呼吸周期。当然，本申请对具体方法的步骤不做具体限定，仅以上述为例进行说明，例如上述步骤306和步骤307还可以是在步骤303之前进行，则还可以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。
通过获取患者当前的呼吸周期，并调整预设呼吸周期，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。
本实施例中，示例的，患者的当前呼吸周期可通过以下方式获取：根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据，获取目标靶点的当前呼吸周期；再根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
即通过采集目标靶点的图像数据，根据图像数据得到目标靶点的运动轨迹，再根据运动轨迹获取呼吸周期，采用这种方法获得的呼吸周期在呼吸跟踪中更加精确。同上所述，本实施例中可采用这种方式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。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，该系统可执行利用放疗设备确定目标靶点位置的方法，示例的，如图9所示，以图1所示的方法为例，所述方法包括：
S401、设定所述预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；
S402、射线源位于第一位置处，在其中一个所述呼吸节点发出射束；
S403、探测器接收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、射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S405、探测器接收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二图像数据；
S406、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
采用这种方式可以控制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一节点，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。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，该系统可执行以下利用放疗设备确定目标靶点位置的方法，所述方法包括：获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据；根据所述不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据确定患者的当前呼吸周期。
示例的，如图10所示，以图1所示的方法为例，其中，以射线源位于第一位置为吸气节点为例，所述方法包括：
S501、在第一个呼吸周期的吸气节点，射线源位于第一位置处，发出放射束；
S502、探测器接收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；
S503、在第一个呼吸周期的吸气结束节点，射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S504、探测器接收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二图像数据；
S505、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点在第一个呼吸周期的位置信息；
S506、在第二个呼吸周期的吸气节点，射线源位于第一位置处，发出放射束；
S507、探测器接收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；
S508、在第二个呼吸周期的吸气结束节点，射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S509、探测器接收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二图像数据；
S5010、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点在第二个呼吸周期的位置信息；
S5011、根据步骤502和步骤507获取的第一图像数据确定患者的当前呼吸周期。
当然，步骤5011也可以是根据步骤504和步骤509获取的第二图像数据确定患者的当前呼吸周期。且对上述步骤5011的顺序也不做限定。
以上以射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期为例，当然射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间还可以为患者的预设呼吸周期的多倍，可以参照上述实施例，在此不再具体说明。
采用这种方式可以根据治疗过程中在不同呼吸周期的相同呼吸节点获取的图像数据进行对比，比较不同呼吸周期的相同呼吸节点的图像数据，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。
本实施例这种方式可以在治疗过程中通过不同呼吸周期的相同呼吸节点的图像数据对比获取到呼吸周期的变化状态，并获取患者的当前呼吸周期的数值，进而还可以根据获取的当前呼吸周期调整预设呼吸周期，为治疗提供更加精确的数据。这种方式可以在缺少预设图像数据的情况下，通过治疗中的多个图像数据进行对比获取患者当前呼吸周期的数据，方便治疗中呼吸周期的获取。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，该系统执行以下利用放疗设备确定目标靶点位置的方法，还包括：获取目标靶点的预设图像数据；根据所述预设图像数据确定第一位置处的第一预设图像数据；根据第一图像数据以及第一预设图像数据，调整射线源。
示例的，如图11所示，以图1所示的方法为例，所述方法包括：
S601、获取目标靶点的预设图像数据；
S602、根据所述预设图像数据确定第一位置处的第一预设图像数据；
S603、探测器接收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；
S604、根据第一图像数据以及第一预设图像数据，调整射线源；
S605、射线源位于第一位置处，发出放射束，探测器接收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；
S606、射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
S607、探测器接收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二图像数据；
S608、根据所述第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
其中，获取目标靶点的预设图像数据可以是在病人确认时通过CT、核磁共振、B超等方式获取的目标靶点的图像数据，也可以是将通过以上不同方式获取的图形数据进行融合得到的目标靶点的图像数据。则上述步骤601-步骤608可以是对患者进行治疗时，将在治疗过程中获取的图像数据与医师做治疗计划时的图像数据（即预设图像数据）进行比较确认，从而可以进一步确认治疗计划的正确性。并根据预设图像数据与第一预设图像数据的对比得知目标靶点的变化情况，这样就可以调整治疗计划或治疗计划中放射源的射束范围、角度等等，从而实现更加精确的放射治疗。当然，治疗源可以是射线源，也可以不同于射线源，上述以治疗源为射线源为例。在放射源不同于射线源时，步骤604还可以具体为调整治疗源。
当然，上述实施例中也可以是根据第二图像数据以及第二预设图像数据，调整射线源，其方法与上述类似，在此不做赘述。当然，还可以是对第一图像数据和第二图像数据均进行比对确认，以调整射线源。
本申请提供了与上述方法对应的装置，部分装置的功能可参考上述方法中的描述，在以下不做赘述。
如图12所示，本发明实施例公开一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，所述装置包括：
第一控制器201，用于控制射线源的运动，其中，射线源位于第一位置处，发出放射束；控制探测器接收射线源在第一位置发出的射束，以根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；射线源运动至第二位置处，发出放射束探测器接收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二图像数据；其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；
第一处理器202，用于根据第一图像数据和第二图像数据，确定目标靶点的位置信息。
采用这种方式，探测器接收放射源在第一位置处发出的射束生成第一图像数据，然后探测器再接收放射源在第二位置处发出的射束生成第二图像数据，由于放射源从第一位置运动到第二位置的时间间隔是患者呼吸周期的正整数倍，所得到的第一图像数据和第二图像数据就为患者不同呼吸周期的同一节点的图像数据，从而避免了由于时间延迟带来的肿瘤成像不精确的问题，为放疗提供更加精确的目标靶点的位置信息，避免放疗时对目标靶点周边正常器官的额外照射而造成的损害。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，结合图5所示，该装置包括：第一控制器201，用于控制射线源1的运动，其中，射线源1位于第一位置11处，发出放射束；控制探测器3接收射线源1在第一位置11发出的射束，以根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；以及控制射线源1运动至第三位置13处，以发出放射束；探测器3接收射线源1在第三位置13发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第三图像数据；射线源1运动至第二位置12处，发出放射束，探测,3接收射线源1在第二位置12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；其中，射线源1从所述第一位置11运动至第二位置12的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；还包括：第二处理器，用于根据所述第一图像数据、所述第三图像数据以及所述第二图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
示例的，结合图6所示，第三位置包括至少两个不同的位置；例如图6时中的第一个第三位置131和第二个第三位置132，当然第三位置还可以包括更多个不同的位置；所述第一控制器201用于控制所述探测器根据在不同的位置分别生成目标靶点的第三图像数据；所述第二处理器203还用于，根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及至少两个所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，示例的，以图12所示的装置为例，所述装置还包括：第四处理器，用于获取患者的当前呼吸周期；根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
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，那么就可以在下一个呼吸周期开始前，替换预设呼吸周期。
本实施例中，示例的，所述装置还包括：
第三处理器，用于根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据，获取目标靶点的当前呼吸周期；再根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
即通过采集目标靶点的图像数据，根据图像数据得到目标靶点的运动轨迹，再根据运动轨迹获取呼吸周期，采用这种方法获得的呼吸周期在呼吸跟踪中更加精确。同上所述，本实施例中可采用这种方式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。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，示例的，以图12所示的装置为例，所述装置还包括：
第五处理器，用于获取设定的所述预设呼吸周期的至少一个呼吸节点。
采用这种方式可以控制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。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，所述装置还包括：
第六处理器，用于获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据，根据所述不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据确定患者的当前呼吸周期，并根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
示例的，以图12所示的装置为例，其中，以射线源位于第一位置为吸气节点为例，所述装置包括：
第一控制器201，用于控制射线源的运动，其中，在第一个呼吸周期的吸气节点，射线源位于第一位置处，发出放射束；探测器接收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；在第一个呼吸周期的吸气结束节点，射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；探测器接收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二图像数据；
在第二个呼吸周期的吸气节点，射线源位于第一位置处，发出放射束；探测器接收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；在第二个呼吸周期的吸气结束节点，射线源运动至第二位置处，发出放射束，其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍；探测器接收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二图像数据；
第一处理器202，用于根据所述第一个呼吸周期的第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点在第一个呼吸周期的位置信息；根据所述第二个呼吸周期的第一图像数据和所述第二图像数据，确定目标靶点在第二个呼吸周期的位置信息；以及根据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确定患者的当前呼吸周期。
当然，第一处理器202也可以是根据第一个呼吸周期的第二图像数据和第二个呼吸周期的第二图像数据确定患者的当前呼吸周期
采用这种方式可以根据治疗过程中在不同呼吸周期的相同呼吸节点获取的图像数据进行对比，比较不同呼吸周期的相同呼吸节点的图像数据，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。
本实施例这种方式可以在治疗过程中通过不同呼吸周期的相同呼吸节点的图像数据对比获取到呼吸周期的变化状态，并获取患者的当前呼吸周期的数值，进而还可以根据获取的当前呼吸周期调整预设呼吸周期，为治疗提供更加精确的数据。这种方式可以在缺少预设图像数据的情况下，通过治疗中的多个图像数据进行对比获取患者当前呼吸周期的数据，更加方便治疗中呼吸周期的获取。
本申请提供的一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，示例的，该装置还包括：
第七处理器，用于获取目标靶点的预设图像数据，根据所述预设图像数据确定第一位置处的第一预设图像数据，根据第一图像数据以及第一预设图像数据，调整射线源。
其中，获取目标靶点的预设图像数据可以是在病人确认时通过CT、核磁共振、B超等方式获取的目标靶点的图像数据，也可以是将通过以上不同方式获取的图形数据进行融合得到的目标靶点的图像数据。则上述装置中可以是对患者进行治疗时，将在治疗过程中获取的图像数据与医师做治疗计划时的图像数据（即预设图像数据）进行比较确认，从而可以进一步确认治疗计划的正确性。并根据预设图像数据与第一预设图像数据的对比得知目标靶点的变化情况，这样就可以调整治疗计划或治疗计划中放射源的射束范围、角度等等，从而实现更加精确的放射治疗。
本发明实施例还公开一种放疗设备，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射线的探测器，还包括上述任一利用放疗设备确定目标靶点位置的装置。
本申请提供的放疗设备，可以是加速器，还可以是伽玛刀，还可以是加速器与伽玛刀的结合设备等，本申请对其具体设备类型不做限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种利用放疗设备确定目标靶点位置的系统，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射束的探测器，其特征在于，所述系统用于执行以下方法，所述方法包括：
控制所述射线源位于第一位置处，发出射束；
控制所述探测器接收所述射线源在所述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；
控制所述射线源运动至第三位置处，发出射束；
控制所述探测器接收所述射线源在所述第三位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第三图像数据；
控制所述射线源运动至第二位置处，发出射束，其中，所述射线源从所述第一位置运动至所述第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍，所述预设呼吸周期是初始输入设定的呼吸周期，或者是所述患者的平均呼吸周期，或者是通过治疗师对所述患者进行训练得到的所述患者的呼吸周期；
控制所述探测器接收所述射线源在所述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二图像数据；
根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息，得到目标靶点在一个呼吸周期内不同节点的位置信息；
根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据得到的所述目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息，获取目标靶点的当前呼吸周期；
根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三位置包括至少两个不同的位置，控制所述探测器根据在不同的位置分别生成目标靶点的第三图像数据；
根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及至少两个所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方法还包括：
获取设定的所述预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；
射线源在所述第一位置处，在其中一个所述呼吸节点发出射束。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述方法还包括：
获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据；
根据所述不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据确定患者的当前呼吸周期；
根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射线源可绕所述患者圆周旋转，所述第一位置和所述第二位置的夹角为0°-180°。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述射线源可绕所述患者圆周旋转，所述方法还包括：设定射线源的旋转速率，其中，所述射线源的旋转速率为：
x=(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一位置与第二位置的夹角，T为病人的呼吸周期，N为射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的倍数。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方法还包括：
获取目标靶点的预设图像数据；
根据所述预设图像数据确定第一位置处的第一预设图像数据；
根据第一图像数据以及第一预设图像数据，调整射线源；和/或，
获取目标靶点的预设图像数据；
根据所述预设图像数据确定第二位置处的第二预设图像数据；
根据第二图像数据以及第二预设图像数据，调整射线源。
8.一种利用放疗设备确定目标靶点位置的装置，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射束的探测器，其特征在于，所述装置包括：
第一控制器，用于控制射线源的运动，其中，射线源位于第一位置处，发出射束；控制探测器接收射线源在第一位置发出的射束，以根据接收的射束生成目标靶点的第一图像数据；所述第一控制器还用于，控制射线源运动至第三位置处，以发出射束；探测器接收射线源在第三位置发出的射束，并根据接收的射束生成目标靶点的第三图像数据；射线源运动至第二位置处，发出射束，探测器接收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二图像数据；其中，射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的正整数倍，所述预设呼吸周期是初始输入设定的呼吸周期，或者是所述患者的平均呼吸周期，或者是通过治疗师对所述患者进行训练得到的所述患者的呼吸周期；
所述装置还包括：第二处理器，用于根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息，得到目标靶点在一个呼吸周期内不同节点的位置信息；
所述装置还包括：第三处理器，用于根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及所述第三图像数据得到的所述目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息，获取目标靶点的当前呼吸周期；根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三位置包括至少两个不同的位置，所述第一控制器用于控制所述探测器根据在不同的位置分别生成目标靶点的第三图像数据；
所述第二处理器还用于，根据所述第一图像数据、所述第二图像数据以及至少两个所述第三图像数据，获取目标靶点在一个呼吸周期的运动轨迹信息。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第五处理器，用于获取设定的所述预设呼吸周期的至少一个呼吸节点；射线源在所述第一位置处，在其中一个所述呼吸节点发出放射束。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第六处理器，用于获取不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据，根据所述不同呼吸周期中相同呼吸节点的图像数据确定患者的当前呼吸周期，并根据所述当前呼吸周期调整所述预设呼吸周期。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述射线源可绕所述患者圆周旋转，所述装置还包括：
第二控制器，用于控制所述射线源的旋转；
其中，所述射线源的旋转速率为：
x=(α/NT)，其中，x为旋转角速率，α为第一位置与第二位置的夹角，T为病人的呼吸周期，N为射线源从所述第一位置运动至第二位置的间隔时间为患者的预设呼吸周期的倍数。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第七处理器，用于获取目标靶点的预设图像数据，根据所述预设图像数据确定第一位置处的第一预设图像数据，根据第一图像数据以及第一预设图像数据，调整射线源；和/或，获取目标靶点的预设图像数据，根据所述预设图像数据确定第二位置处的第二预设图像数据，根据第二图像数据以及第二预设图像数据，调整射线源。
14.一种放疗设备，所述放疗设备包括射线源以及接收所述射线源发出的射束的探测器，其特征在于，还包括权利要求8-13任一项所述的装置。
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