(57)【要約】  放射線処置実施システムの位置合わせを検証するための統合された品質保証技法。一実施形態では、放射線処置源は、事前設定の線源位置に移動するように命令される。その実際の線源位置における放射線処置源の画像が生成され、参照画像と比較されて、放射線処置源が事前設定の線源位置を達成しているかどうかが判定される。一実施形態では、位置決めシステムは、標的検出器を事前設定の標的位置に移動するように命令される。その実際の標的位置における標的検出器の画像が生成され、参照標的画像と比較されて、位置決めシステムが事前設定の標的位置を正しく達成しているかどうかが判定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線処置源を、事前設定の線源位置に移動させるように、画像誘導放射線処置実施システムに命令するステップと、
前記放射線処置源を、前記事前設定の線源位置に移動させるように、前記画像誘導放射線処置実施システムに命令する前記ステップの後に、前記放射線処置源の実際の線源位置における前記放射線処置源の一部の第１の画像を生成するために、前記放射線処置源の少なくとも前記一部を撮像するステップと、
前記第１の画像を、前記事前設定の線源位置における前記放射線処置源の参照線源画像と比較するステップと、
前記比較するステップに少なくとも部分的に基づいて、前記放射線処置源が、前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記放射線処置源を、前記事前設定の線源位置に移動させるように、前記画像誘導放射線処置実施システムに命令する前記ステップが、前記放射線処置源を、前記事前設定の線源位置に移動させるように、前記放射線処置源を支持するロボット・アームに命令するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放射線処置源の前記一部を撮像する前記ステップが、前記画像誘導放射線処置実施システムの画像誘導システムを用いて、前記放射線源の前記一部を撮像するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の画像を生成するために、前記放射線処置源の前記一部を撮像する前記ステップがさらに、
前記画像誘導システムの撮像源から放射線を放射するステップと、
前記画像誘導システムの撮像検出器上にビーム露光フィールドを生成するステップと、
前記放射線処置源の前記一部の影を、前記ビーム露光フィールド内の前記撮像検出器上に投ずるステップと
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
露光画像を生成するために、前記放射線処置源からの放射線量を用いて、前記画像誘導システムの撮像検出器を処理するステップと、
前記放射線処置源が、前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定するために、前記露光画像を参照露光画像と比較するステップと
をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記放射線処置源の前記一部が、前記放射線処置源のスナウトを備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の画像を、前記参照線源画像と比較する前記ステップが、前記第１の画像を前記参照線源画像と照合するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記放射線処置源が、前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定する前記ステップが、前記実際の線源位置が、指定された許容誤差内で前記事前設定の線源位置に等しいかどうかを判定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
標的検出器を、事前設定の標的位置に位置決めするように、前記画像誘導放射線処置実施システムの位置決めシステムに命令するステップと、
前記事前設定の標的位置に移動させるように前記位置決めシステムに命令する前記ステップの後に、前記標的検出器の実際の標的位置における前記標的検出器の第２の画像を生成するために前記標的検出器を撮像するステップと、
前記第２の画像を、前記事前設定の標的位置における参照標的画像と比較するステップと、
前記位置決めシステムが、前記事前設定の標的位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記標的検出器が、処置計画の放射中に患者を支持するための前記画像誘導放射線処置実施システムの処置台上に位置決めされる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記標的検出器が、前記標的検出器を位置決めするために、前記画像誘導放射線処置実施システムの画像誘導システムにより使用される追跡基準を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記標的検出器を前記事前設定の標的位置に位置決めするように前記位置決めシステムに命令する前記ステップの後に、露光画像を生成するために、前記放射線処置源を用いて前記標的検出器に放射線量を放射するステップと、
前記放射線量が予想された位置に放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析するステップと、
前記画像誘導放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定するステップと
をさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
予想された放射線量が放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
露光画像を生成するために、参照位置に位置決めされた標的検出器に放射線量を放射するステップと、
前記画像誘導放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定するために、前記標的検出器上の前記露光画像の位置を分析するステップと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線処置源を、前記事前設定の位置に移動させるように命令する前記ステップの後に、前記放射線処置源に取り付けられた光源から光信号を放射するステップと、
前記光信号が受け取られたかどうかを判定するために、既知の位置に位置決めされた光学的検出器をモニタするステップと、
前記放射線処置源が、前記光学的検出器からの応答に基づいて、前記事前設定の位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記放射線処置源が、前記事前設定の位置に正しく達成されたかどうかを判定する前記ステップの後に、品質保証データを記録するステップと、
インターネットを介した遠隔アクセスに対して、前記品質保証データを提供するステップと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
機械により実行された場合、
標的検出器を事前設定の標的位置に位置決めするように、画像誘導放射線処置実施システムの位置決めシステムに命令するステップと、
前記事前設定の標的位置に移動させるように、前記位置決めシステムに命令する前記ステップの後に、前記標的検出器の実際の標的位置における前記標的検出器の第１の画像を生成するために、前記標的検出器を撮像するステップと、
前記第１の画像を、前記事前設定の標的位置における参照標的画像と比較するステップと、
前記位置決めシステムが、前記事前設定の標的位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
を含む動作を前記機械に実施させる命令を提供する、機械可読媒体。
【請求項１８】
前記機械により実行された場合、
前記標的検出器を前記事前設定の標的位置に位置決めするように前記位置決めシステムに命令する前記ステップの後に、露光画像を生成するために、前記放射線処置源を用いて前記標的検出器に放射線量を放射するステップと、
前記放射線量が予想された位置に放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析するステップと、
前記画像誘導放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定するステップと
を含むさらなる動作を前記機械に実施させる命令をさらに提供する請求項１７に記載の機械可読媒体。
【請求項１９】
前記機械により実行された場合、
予想される放射線量が放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析するステップを含むさらなる動作を前記機械に実施させる命令をさらに提供する請求項１８に記載の機械可読媒体。
【請求項２０】
前記機械により実行された場合、
放射線処置源を事前設定の線源位置に移動させるように、画像誘導放射線処置実施システムに命令するステップと、
前記放射線処置源を前記事前設定の線源位置に移動させるように、前記画像誘導放射線処置実施システムに命令する前記ステップの後に、前記放射線処置源の実際の線源位置における前記放射線処置源の一部の第２の画像を生成するために、前記放射線処置源の少なくとも一部を撮像するステップと
前記第２の画像を、前記事前設定の線源位置における前記放射線処置源の参照線源画像と比較するステップと、
前記比較するステップに少なくとも部分的に基づいて、前記放射線処置源が前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
を含むさらなる動作を前記機械に実施させる命令をさらに提供する請求項１７に記載の機械可読媒体。
【請求項２１】
前記第２の画像を生成するために、前記放射線処置源の前記一部を撮像する前記ステップがさらに、
前記画像誘導システムの撮像源から放射線を放射するステップと、
前記画像誘導システムの撮像検出器上にビーム露光フィールドを生成するステップと、
前記放射線処置源の前記一部の影を、前記ビーム露光フィールド内の前記撮像検出器上に投ずるステップと
を含む請求項２０に記載の機械可読媒体。
【請求項２２】
前記放射線処置源の前記一部が、前記放射線処置源のスナウトを含む請求項２０に記載の機械可読媒体。
【請求項２３】
放射線処置実施システムであって、
放射線処置源をロボット的に位置決めするように結合された線源位置決めシステムと、
前記放射線処置源の少なくとも一部を撮像するように位置決めされた撮像システムと、
前記線源位置決めシステム及び前記撮像システムに通信可能に結合された処理システムであって、実行された場合、
前記放射線処置源を事前設定の線源位置に移動させるように、前記線源位置決めシステムに命令するステップと、
前記放射線処置源の実際の線源位置における前記放射線処置源の前記一部の第１の画像を生成するために、前記放射線処置源の少なくとも一部を撮像するように前記撮像システムに命令するステップと、
前記第１の画像を、前記事前設定の線源位置における前記放射線処置源の参照線源画像と比較する前記ステップに少なくとも部分的に基づいて、前記放射線処置源が前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
を含む動作を前記処理システムに実施させる命令を提供する、機械可読媒体を含む処理システムと
を備える放射線処置実施システム。
【請求項２４】
実行された場合、
露光画像を生成するために、前記実際の線源位置から検出器に対して放射線量を放射するように前記放射線処置源に命令するステップと、
前記放射線処置源が前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定するために、前記露光画像を参照露光画像と比較するステップと
を含むさらなる動作を前記処理システムに実施させる命令を、前記機械可読媒体がさらに提供する請求項２３に記載の放射線処置実施システム。
【請求項２５】
処置台を位置決めするために結合された処置台位置決めシステムをさらに備え、また実行された場合、
標的検出器を事前設定の標的位置に位置決めするように、前記処置台位置決めシステムに命令するステップと、
前記標的検出器の実際の標的位置における前記標的検出器の第２の画像を生成するために、前記標的検出器を撮像するように前記撮像システムに命令するステップと、
前記第２の画像を、前記事前設定の標的位置で検出された前記標的の参照標的画像と比較する前記ステップに少なくとも部分的に基づいて、前記処置台位置決めシステムが前記事前設定の標的位置に正しく達成されたかどうかを判定するステップと
を含むさらなる動作を前記処理システムに実施させる命令を、前記機械可読媒体がさらに提供する請求項２３に記載の放射線処置実施システム。
【請求項２６】
実行された場合、
露光画像を生成するために、放射線量を前記標的検出器に放射するように、前記放射線処置源に命令するステップと、
前記放射線量が予想された位置に放射されたかどうかを判定するために前記露光画像を分析するステップと、
前記放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定するステップと
を含むさらなる動作を前記処理システムに実施させる命令を、前記機械可読媒体がさらに提供する請求項２５に記載の放射線処置実施システム。
【請求項２７】
放射線処置実施システムであって、
放射線処置源を事前設定の線源位置に移動させるように、画像誘導放射線処置実施システムに命令する手段と、
前記放射線処置源を前記事前設定の線源位置に移動させるように前記画像誘導放射線処置実施システムに命令した後、前記放射線処置源の実際の線源位置における前記放射線処置源の一部の第１の画像を生成するために、前記放射線処置源の少なくとも前記一部を撮像する手段と、
前記第１の画像を、前記事前設定の線源位置における前記放射線処置源の参照線源画像と比較する手段と、
比較する前記手段に少なくとも部分的に基づいて、前記放射線処置源が前記事前設定の線源位置に正しく達成されたかどうかを判定する手段と
を含む放射線処置実施システム。
【請求項２８】
前記第１の画像を生成するために前記放射線処置源の前記一部を撮像する前記手段が、
撮像のために放射線を放射する手段と、
放射線を放射する前記手段に応じて、ビーム露光フィールドを生成する手段と、
ビーム露光フィールドを生成する前記手段上に、前記放射線処置源の前記一部の影を投ずる手段と
を含む請求項２７に記載の放射線処置実施システム。
【請求項２９】
標的検出器を、事前設定の標的位置に位置決めするように、前記画像誘導放射線処置実施システムの位置決めシステムに命令する手段と、
前記事前設定の標的位置に移動させるように前記位置決めシステムに命令した後に、前記標的検出器の実際の標的位置における前記標的検出器の第２の画像を生成するために、前記標的検出器を撮像する手段と、
前記第２の画像を、前記事前設定の標的位置における参照標的画像と比較する手段と、
前記位置決めシステムが、前記事前設定の標的位置に正しく達成されたかどうかを判定する手段と
をさらに含む請求項２７に記載の放射線処置実施システム。
【請求項３０】
前記標的検出器を前記事前設定の標的位置に位置決めするように前記位置決めシステムに命令した後に、露光画像を生成するために、前記放射線処置源を用いて、前記標的検出器に放射線量を放射する手段と、
前記放射線量が予想された位置に放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析する手段と、
前記画像誘導放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定する手段と
をさらに含む請求項２９に記載の放射線処置実施システム。
【請求項３１】
予想された放射線量が放射されたかどうかを判定するために、前記露光画像を分析する手段をさらに含む請求項３０に記載の放射線処置実施システム。
【請求項３２】
参照点に位置決めされた標的検出器に、放射線量を放射する手段と、
前記画像誘導放射線処置実施システムが較正されているかどうかを判定するために、前記放射線量を分析する手段と
をさらに含む請求項２７に記載の放射線処置実施システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、一般に、放射線処置実施システムのための品質保証に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線外科手術又は放射線療法（総称的に、放射線処置と呼ばれる）では、病変を処置又は破壊するために、患者の体の標的部位に対して、非常に強力であり、かつ正確に平行化された放射線量が放射される。通常、標的部位は、多量の腫瘍性組織から構成される。放射線処置は、標的とされる部位の極めて正確な空間的位置を突き止めることが必要である。放射線処置は、外科医の小刀が病変を取り除く切開手術に関連する共通の危険や問題を回避することができ、従来の外科手術に対して明らかな利点を提供する。それらの問題には、侵襲性、高コスト、入院と全身麻酔の必要性、術後回復に関連する合併症を含む。病変が、重要な器官、神経、又は動脈の近くに位置する場合、従来の外科手術の危険はさらに大きくなる。
【０００３】
放射線処置の実施における第１ステップとして、処置デバイスの基準フレームに対して、病変箇所とその周囲の重要なあらゆる構造体の位置を高い精度で決定することが必要である。コンピュータ断層撮影法（「ＣＴ」）、磁気共鳴撮像法（「ＭＲＩ」）の走査、その他の撮像モダリティは、従事者が骨格の目標、又は埋め込まれた基準マーカに対して病変の位置を正確に突き止めることを可能にする。しかし、隣接する重要な体構造を避けながら、そのビームを標的組織に正確に向けることができるように、放射線源の位置を制御することも必要である。
【０００４】
したがって、放射線処置は、高精度の診断と高精度の放射線源制御を必要とする。診断や放射線源制御に対して定められた許容差の外に逸脱すると、患者に対して破壊的な結果を生ずる可能性がある。したがって、処方された放射線量を患者に放射する前に、システムの適正な位置合わせと構成を保証するための品質保証機構を放射線処置実施システムに組み込むべきである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の品質保証機構は、放射線源を位置合わせマーカに向けること、放射線量を位置合わせマーカに送ること、次いで、処方された線量が正しい位置に実際に放射されたかどうかを判定するために、位置合わせマーカそれ自体を分析することを含む。処方された線量が予想通り放射された場合、その放射線処置実施システムは、適正に位置合わせされたと見なされる。処方された線量が予想通り放射されなかった場合、放射線処置実施システムは正しく位置合わせされていないと見なされる。従来の位置合わせマーカは、位置合わせマーカに送られた放射線量の分布に関する読取り可能な情報を記憶できる銀添加ゲル・カプセル、又は写真フィルム・キャニスタを含む。しかし、位置合わせマーカ自体の内部に位置する銀添加ゲル又は写真フィルム・キャニスタから位置合わせ情報を抽出することは、時間がかかり、コストもかかる仕事である。
【０００６】
本発明の非限定的でありかつ網羅的ではない諸実施形態が、添付の諸図を参照して述べられる。図面中、同様な参照番号は、他に指定の限り、様々な図面を通して同様な部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
画像誘導放射線処置実施システムの統合された品質保証のためのシステム及び方法の諸実施形態が本明細書で述べられる。以下の記述では、諸実施形態の十分な理解を提供するために、数多くの特有の細部が述べられる。しかし、当業者であれば、本明細書で述べられる技法は、１つ又は複数の特有な細部なしに、又は他の方法、コンポーネント、材料などを用いて実施できることが理解されよう。他の例では、いくつかの態様をあいまいにしないように、よく知られた構造、材料、又は動作は、詳細に示されておらず、又は述べられていない。
【０００８】
この明細書全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」への参照は、その実施形態と関連して述べられた特定の機能、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書全体の様々な場所における「一実施形態で」又は「実施形態で」という句の出現は、必ずしも同じ実施形態をすべて指すとは限らない。さらに、特定の機能、構造、又は特性を、１つ又は複数の実施形態中に、任意の適切な方法で組み合わせることもできる。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態による放射線処置実施システム１００に対する統合された品質保証の信頼度検査の実行を示すブロック図である。図示された放射線処置実施システム１００の実施形態は、放射線処置源１０５、処置台１１０、撮像検出器１１５Ａ、１１５Ｂ（総称的に１１５、またイメージャとも呼ばれる）、撮像源１２０Ａ、１２０Ｂ（総称的に１２０）を含む。放射線処置実施システム１００はさらに、露光画像を分析し及び／又は放射された放射線量を計算するためのＱＡ処理システム１２５を含みかつ標的検出器１３０を含む品質保証（「ＱＡ」）サブシステムを含む。
【００１０】
システム１００は、患者内の病変を処置又は破壊するために、放射線療法又は放射線外科手術を実施するために使用することができる。放射線処置中、患者は処置台１１０上に横になり、その処置台は、放射線処置源１０５にアクセス可能な事前設定の位置に、又は動作範囲内に（例えば、視野）、関心対象の病変又はボリューム（「ＶＯＩ」）を位置決めするように操作される。同様に、放射線処置源１０５は、処置計画の放射中に、１つ又は複数の位置へと複数の自由度（例えば、回転方向また平行移動方向の自由）で操作される。各位置で、放射線処置源１０５は、処置計画により処方された放射線量を放射する。
【００１１】
一実施形態では、放射線処置実施システム１００は、画像誘導放射線処置実施システムである。撮像源１２０と撮像検出器１１５は共に、処置台１１０とその上の患者の位置に対して視覚的な制御を行う画像誘導システムを形成する。一実施形態では、処置台１１０は、画像誘導システムからのフィードバックを受け取り、患者内のＶＯＩの変位及び方向に対して共に正確な制御を行う処置台位置決めシステム（例えば、図７を参照のこと）に結合される。一実施形態では、画像誘導システムからの視覚的なフィードバックはさらに、放射線処置源１０５を患者内の標的ＶＯＩに対して配置し、かつ位置合わせするために使用される。
【００１２】
患者に処置計画を実行する前に、放射線処置実施システム１００が適正に位置合わせされ、構成されたことを保証するための品質保証（「ＱＡ」）機構を実行することが重要である。信頼度検査とも呼ばれるこれらのＱＡ機構は、画像誘導システム、処置台位置決めシステム（図７を参照のこと）、線源位置決めシステム（図７を参照のこと）、放射線処置源１０５それ自体が、すべて較正され、互いに位置合わせされていることを検証する。これらのサブシステムのいずれかが、１つ又は複数の他のサブシステムと位置合わせされていない場合、処置計画は、患者の健康を害するように誤って放射される可能性がある。
【００１３】
図１の例示された実施形態では、標的検出器１３０は、処置台１１０上に支持されている。標的検出器１３０は、ＱＡ試験中に、処置台１３０上に一時的に配置される。一実施形態では、標的検出器１３０はさらに、処置台１１０中に組み込まれてもよい。標的検出器１３０を支持するために処置台１１０を使用することにより、正確に処置台１１０を操作し、標的検出器１３０を事前設定の標的位置に位置決めするための処置台位置決めシステム（例えば、図７に示されたロボット的な処置台アーム３０１３）の能力を検証するために、標的検出器１３０を使用することができる。
【００１４】
一実施形態では、標的検出器１３０は、追跡基準１３１を含むシャドー・ファントム（shadow phantom）又はＱＡマーカとすることができる。撮像システムは、標的検出器１３０の位置に対して視覚的に固定し、位置／方向のフィードバック情報を処置台位置決めシステム及び／又は線源位置決めシステムに供給するために、追跡基準１３１を使用する。一実施形態では、追跡基準１３１は、標的検出器１３０内又はその上に埋め込まれた金属製ワイヤである。一実施形態では、標的検出器１３０は、ヒトの頭部の形状に製作され、処置台１１０のヘッドレスト上に配置される。このヒトの頭部の実施形態では、追跡基準１３１は、画像誘導システムにより（例えば、撮像源１２０から放射されるＸ線を用いて）、視覚的に固定される骨格構造を示す。
【００１５】
ＱＡ処理システム１２５は、ＱＡデータを受け取るために標的検出器１３０に（例えば、有線又は無線リンクで）通信可能に結合される。ＱＡ処理システム１２５は、放射線処置源１０５から標的検出器１３０に送られる放射線量に応じて生成される露光画像を受け取る。ＱＡ処理システム１２５は、次いで、その露光画像を分析して、放射線処置実施システム１００が位置合わせされ、かつ較正されているかどうか（図３と関連して詳細に論ずる）を判定する。一実施形態では、標的検出器１３０は、米国オハイオ州ダブリンのＣａｒｄｉｎａｌ  Ｈｅａｌｔｈ、Ｉｎｃ．（カーディナル・ヘルス社）からのＩＭＲＴｌｏｇセンサ、又は米国フロリダ州メルボルンのＳｕｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ、Ｃｏｒｐ．（サン・ニュークリア社）によるＭａｐｃｈｅｃｋ二次元検出器を用いて実装される。これらの検出器は、ＱＡ処理システム１２５に対して、実時間のフィードバックを供給する。他の放射線検出機器も同様に使用することができる。他の諸実施形態では、標的検出器１３０は、放射線処置源１０５からの放射線量に応じて露光画像を生成するハウジングで支持する放射線用フィルムである。この放射線用フィルムは、次いで、放射線処置実施システム１００が位置合わせされているかどうか判定するために、ＱＡ処理システム１２５により分析される。
【００１６】
一実施形態では、ＱＡ処理システム１２５はさらに、追加のＱＡデータを受け取るために、撮像検出器１１５に結合される。ＱＡ処理システム１２５は、撮像源１２０に応じて生成された露光画像を受け取る。画像誘導システムにより生成された露光画像は、放射線処置源１０５の一部（例えば、スナウト（snout）１０７、放射線処置源１０５に取り付けられた１つ又は複数の較正標的など）から撮られた画像、及び／又は標的検出器１３０それ自体などから撮られた画像を含む。これらの放射線処置源１０５の実際の線源位置の画像、及び標的検出器１３０の実際の標的位置の画像は、次いで、放射線処置実施システム１００が位置合わせされ、かつ較正されているかどうか（図３と関連して詳細に論ずる）を判定するために、参照線源画像及び参照標的画像と比較される。
【００１７】
ＱＡ処理システム１２５は、ＱＡ分析のための専用のスタンドアロンの機械であってもよいが、放射線処置実施システム１００の他の制御システム中に統合されてもよい。さらに、ＱＡ処理システム１２５が単一のエンティティとして示されているが、図１は機能ブロック図であり、したがって、ＱＡ処理システム１２５は、複数の別々の機械を表すこともできることを理解されたい。ＱＡ処理システム１２５は、露光画像を分析するための画像処理システム、及び／又は放射線処置源１０５により放射される放射線量を分析するための線量処理システムを表す。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による放射線処置実施システム２００に対する統合されたＱＡの信頼度検査の実行を示すブロック図である。放射線処置実施システム２００は、処置台１１０を側方に又は邪魔にならないように移動させ、標的検出器１３０を既知の固定された参照点に配置してＱＡ信頼度検査が実施されることを除けば、放射線処置実施システム１００と同様のものである。例示の実施形態では、標的検出器１３０が、アイソポスト（iso-post）２０５を用いて、既知の固定された参照点に配置される。一実施形態では、アイソポスト２０５は、標的検出器１３０を画像誘導システムの撮像中心に位置決めする隆起のあるサポートである。任意の隆起のあるサポートを、既知の固定された参照点で、標的検出器１３０を配置するために使用できることを理解されたい。
【００１９】
標的検出器１３０が既知の固定された参照点に配置されると、標的検出器１３０の画像が捕捉され、また標的検出器１３０の参照画像と比較されて、画像誘導システムが位置合わせされたかどうかを判定することができる。さらに、標的検出器１３０は、放射線処置源１０５からの放射線量で露光され、その露光された画像が参照露光画像と比較されて、線源位置決めシステムが位置合わせされ、予想通り機能しているかどうか判定される。さらに、放射線量に応じて生成された露光画像は、さらに分析されて、予想された線量が実際に放射されたかどうか判定され、それにより、放射線処置源１０５それ自体を検証することができる。上記で述べたＱＡ技法を含む統合されたＱＡプロセスを以下で論ずる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態による放射線処置実施システム（例えば、システム１００又は２００）の統合されたＱＡ信頼度検査を実施するためのプロセス３００を示す流れ図である。説明する技法は、機械により実行されたとき、説明される動作を機械に実施させる機械（例えば、コンピュータ）可読媒体内で実施される機械実行可能命令を構成することができる。プロセス３００で示されている、いくつかの又はすべてのプロセス・ブロックの順序を限定的なものと見なすべきではない。そうではなくて、本開示の利益を有する当業者は、プロセス・ブロックのいくつかを、例示されていない、又は全く示されていない様々な順序で実行できることが理解されよう。
【００２１】
プロセス・ブロック３０５で、標的検出器１３０が事前設定の標的位置に位置決めされる。図１に示す実施形態では、標的検出器１３０を位置決めすることは、標的検出器１３０を事前設定の標的位置に移動させるように、処置台位置決めシステムに命令することを含む。標的検出器１３０を操作することは、追跡基準１３１上に視覚的に固定する画像誘導システムを使用して、標的検出器１３０を案内することを含む。図２に示す実施形態では、標的検出器１３０を位置決めすることは、単に、手動でアイソポスト２０５を支持ブラケット中に挿入し、標的検出器１３０をアイソポスト２０５上に配置することを含む。
【００２２】
標的検出器１３０が、事前設定の標的位置に移動するように命令された後、標的検出器１３０は撮像されて、その実際の標的位置における標的検出器１３０の標的画像１５０が生成される（プロセス・ブロック３１０）。標的画像１５０は、次いで、ＱＡ処理システム１２５に転送され、参照標的画像１５１と比較される（プロセス・ブロック３１５）。一実施形態では、参照標的画像１５１は、標的検出器１３０が、事前設定の標的位置に正しく配置されていることが知られている場合に撮られた標的検出器１３０の画像である。標的画像１５０を参照標的画像１５１と比較することにより、実際の標的位置が、事前設定の標的位置と一致するかどうかを判定することができる（判断ブロック３２０）。標的画像１５０を参照標的画像１５１と比較することは、２つの画像の特徴を互いに照合すること（例えば、画像の図心を計算し、その図心を照合すること、追跡基準１３０を照合することなど）を含む。
【００２３】
図２で示される実施形態では、プロセス・ブロック３０５、３１０、３１５で実施されるＱＡ試験＃１は、固定された参照点を用いて、画像誘導システムの位置合わせを検証する。したがって、標的検出器１３０の２つの画像が一致した場合、画像誘導システムは、固定された参照点に対して、指定された許容誤差内で位置合わせされているはずである。しかし、図１で示された実施形態では、ＱＡ試験＃１は、処置台位置決めシステムと、画像誘導システムの間の位置合わせが検証される。したがって、標的検出器１３０の２つの画像が一致する場合、画像誘導システムは、事前設定の標的位置に対して、指定された許容誤差内で位置合わせされているに違いなく、また処置台位置決めシステムが、標的検出器１３０を事前設定の標的位置に正確に配置していると考えられる。
【００２４】
処置台位置決めシステムが、標的検出器１３０を事前設定の標的位置に正確に位置決めしていなかった場合、ＱＡ妥当性検査は失敗する（プロセス・ブロック３２５）。しかし、処置台位置決めシステムが、標的検出器１３０を事前設定の標的位置に正確に位置決めしていた場合、プロセス３００はプロセス・ブロック３３０に進む。絶対的にＱＡの失敗が決定される前に、プロセス・ブロック３０５、３１０、３１５を複数回繰り返すことができることを理解されたい。通常、画像の取得（プロセス・ブロック３１０）と処置台の調整（プロセス・ブロック３０５）の複数サイクルは、位置合わせを達成するために必要である。プロセス・ブロック３０５、３１０、３１５を介して、数回の繰り返しが行われた後、判断ブロック３２０で、なお、位置合わせが達成できない場合、最終的なＱＡの失敗がプロセス・ブロック３２５で発行される。
【００２５】
プロセス・ブロック３３０で、放射線処置源１０５は、事前設定の線源位置に操作される。放射線処置源１０５を事前設定の線源位置に操作することは、放射線処置源１０５を既知の事前設定位置へと平行移動し、回転させるように、線源位置決めシステム（図７を参照のこと）に命令することを含む。
【００２６】
放射線処置源１０５が、事前設定の線源位置に移動するように命令された後、放射線処置源１０５は撮像されて、その実際の線源位置における放射線処置源１０５の線源画像１６０が生成される（プロセス・ブロック３３５）。線源画像１５０は、次いで、ＱＡ処理システム１２５に転送され、参照線源画像１５１と比較される（プロセス・ブロック３４０）。一実施形態では、参照線源画像１６１は、放射線処置源１０５が、事前設定の線源位置に正しく位置決めされたことが知られている場合に撮られた放射線処置源１０５の画像である。一実施形態では、放射線処置源１０５の一部だけが撮像される。例えば、スナウト１０７（コリメータ・ハウジングとも呼ばれる）が撮像され、あるいは放射線処置源１０５上で効果的に位置決めされた他の較正標的が撮像される。放射線処置源１０５は、撮像検出器１１５上にビーム露光フィールドを生成する撮像源１２０により撮像される。ビーム露光フィールド中に延びる放射線処置源１０５の部分は、撮像検出器１１５上に影を落とし、それは、次いで、ビーム露光フィールド内における相対的な位置と方向に関して分析される。
【００２７】
線源画像１６０を参照線源画像１６１と比較することにより、実際の線源位置が、事前設定の線源位置と一致するかどうかを判定する（判断ブロック３４５）。線源画像１６０を参照線源画像１６１と比較することは、２つの画像の特徴を互いに照合すること（例えば、画像の図心を計算し、その図心を照合すること、投影された影の輪郭を照合することなど）を含む。
【００２８】
図２に示された実施形態では、プロセス・ブロック３３０、３３５、３４０により実施されるＱＡ試験＃２は、線源位置決めシステムと画像誘導システムとの間の位置合わせを検証する。したがって、放射線処置源１０５の２つの画像が一致する場合、画像誘導システムは、事前設定の線源位置に対して、指定された許容誤差内で位置合わせされているに違いなく、また線源位置決めシステムが、放射線処置源１０５を事前設定の線源位置に正確に配置していると考えられる。
【００２９】
線源位置決めシステムが、放射線処置源１０５を事前設定の線源位置に正確に位置決めしていなかった場合、又は画像誘導システムが位置合わせされていない場合、ＱＡ妥当性検証は失敗する（プロセス・ブロック３５０）。しかし、線源位置決めシステムが、放射線処置源１０５を事前設定の線源位置に正確に位置決めし、かつ画像誘導システムが位置合わせされている場合、プロセス３００はプロセス・ブロック３５５に進む。
【００３０】
プロセス・ブロック３５５で、放射線処置源１０５は、標的検出器１３０及び／又は撮像検出器１１５に放射線量を送り、露光画像を生成する。放射線処置源１０５は、事前設定の位置（例えば、上記で述べた、又は他の事前設定の線源位置）から放射線量を送る。プロセス・ブロック３６０で、ＱＡ処理システム１２５は、露光画像を分析して、放射線量が、検出器（例えば、標的検出器１３０、又は撮像検出器１１５）上の予想された位置に、かつ予想された方向で放射されたかどうかを判定する。一実施形態では、ＱＡ処理システム１２５は、正しく較正されていることが知られている放射線処置実施システム１００又は２００により生成された参照露光画像とその露光画像を比較することにより、露光画像を分析する。一実施形態では、露光画像を比較することは、露光画像と参照画像の図心を計算すること、及びその図心を比較して、それらが同心円的に位置合わせされているかどうかを判定することを含む。
【００３１】
プロセス・ブロック３５５、３６０により実施されるＱＡ試験＃３は、すべての３つの主要なサブシステム、すなわち、画像誘導システム、処置台位置決めシステム、線源位置決めシステムの相互間における位置合わせを検証する。これらのサブシステムのいずれか１つが、他の２つのサブシステムと位置合わせされていない場合、検出器（例えば、標的検出器１３０、又は撮像検出器１１５）上で生成された露光画像は、放射線処置実施システム１００又は２００の既知の良好な状態中で生成された参照露光画像と一致することにはならない。
【００３２】
プロセス・ブロック３６５で、ＱＡ処理システム１２５はさらに、事前設定の放射線量の放射に応じて生成された露光画像を分析して、予想された放射線量が実際に放射されたかどうかを判定する。放射された実際の線量が、許容誤差内で予想された線量とマッチする場合、放射線処置源１０５の強度及び線量持続期間は、適正に較正されたと見なされる。プロセス・ブロック３６５で実施される試験＃４は、放射線処置源１０５それ自体の正しい動作を検証する。
【００３３】
ＱＡ試験＃１〜＃４が、すべて成功裡に合格した場合（判断ブロック３７０）、放射線処置実施システム１００又は２００は、正しく位置合わせされ、かつ較正されたと判定され、ＱＡは合格する（プロセス・ブロック３７５）。しかし、試験＃１〜＃４のうちの１つ又は複数で失敗した場合、放射線処置実施システム１００又は２００の少なくとも一部は、位置合わせされていない、又は正しく較正されていないと判定され、したがって、ＱＡは失敗する（プロセス・ブロック３８０）。
【００３４】
いずれにしても、ＱＡ試験＃１〜＃４の結果／データは記録され、将来の参照及び／又は追跡目的のために保存される（プロセス・ブロック３８５）。一実施形態では、ＱＡ試験＃１〜＃４の結果は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して中央データベースに送信され、そこで第三者が、様々な病院で、そのＱＡ手順及び結果をモニタし／再検討することができる。第三者は、推奨されたＱＡ手順に準拠していることを保証するために、及び／又はその分野で遭遇する共通の問題を改善するためのフィードバック情報として、ＱＡデータを使用することができる。
【００３５】
ＱＡ試験＃１〜＃４が実施される順序を、図３で示されたものから変更できることを理解されたい。さらに、毎回すべてのＱＡ試験を実施する必要はない。例えば、ＱＡ試験＃３を規則的に実施する単独の試験とし、一方、他のＱＡ試験を、頻度をより低くして実施することができ、その逆もまた同様である。
【００３６】
図４、５は、図３で論じたＱＡ試験＃１〜＃４に加えて実施される他のＱＡ試験を示す。図４は、本発明の実施形態による放射線処置実施システム１００（又は２００）の位置合わせを検証するために使用される例示的な露光画像４００を示す。放射線処置源１０５は、いくつかの事前設定の位置に操作され、また標的検出器１３０又は１つ又は両方の撮像検出器１１５に対して、各事前設定の位置における放射線量を放射する。例示された実施形態では、放射線処置源１０５は、事前設定の位置から４回の放射線量を放射し、露光画像４００内にビーム露光４０５を生成する。ＱＡ処理システム１２５は、次いで、露光画像４００を分析して、ビーム露光４０５が予想された位置で、指定された検出器上で生成されたかどうかを判定する。露光画像４００を分析することは、画像照合技法を用いて、露光画像４００を参照露光画像と比較することを含む。例えば、ビーム露光４０５の図心を計算し、参照露光画像内の予想されるビーム露光の図心と比較する。図４は、４つのビーム露光４０５を示しているが、ビーム露光を、その多少にかかわらず、様々な異なるパターンで生成できることを理解されたい。
【００３７】
図５は、本発明の実施形態による放射線処置源１０５を位置決めするために使用される線源位置決めシステムの位置合わせの妥当性を検証するために、取り付けられた光源５０５を含む放射線処置源１０５を示すブロック図である。例示の実施形態では、光源５０５は、スナウト１０７に取り付けられ、そこから試験ビームを投射する。光源５０５は、半導体レーザ又は他のものなど、レーザ源とすることができる。
【００３８】
光学的検出器５１０は、放射線処置実施システム１００（又は２００）を収容するスペース内に、又はシステムそれ自体に取り付けられる。線源位置決めシステムの較正を検証するために、線源位置決めシステムは、光学的検出器５１０の方向を指す事前設定の位置に放射線処置源１０５を位置決めするように命令される。次いで、試験ビームが光源５０５により生成される。試験ビームが、予想される位置で光学的検出器５１０に入射する場合、線源位置決めシステムが位置合わせされたと見なすことができる。一実施形態では、試験ビームはさらに、放射線処置源１０５を正確に目標としかつ位置決めするための線源位置決めシステムの能力に対する他の信頼度検査として、光学的検出器５１０と光源５０５の間の距離Ｄを測定するために使用される。一実施形態では、光源５０５を、超音波センサ又は他の距離測定デバイスに置き換えることができる。
【００３９】
図６は、本発明の特徴が実装された、診断画像を生成するための、処置計画を生成するための、かつ処置計画を患者に実施するための療法的な患者処置システム４０００を示すブロック図である。以下で説明し、図６で示すように、システム４０００は、診断撮像システム１０００、処置計画システム２０００、放射線処置実施システム１００（又は２００）を含む。
【００４０】
診断撮像システム１０００は、その後の医療診断、処置計画、及び／又は処置実施のために使用される、患者内のＶＯＩの医療用診断画像を作成することのできる任意のシステムとすることができる。例えば、診断撮像システム１０００は、コンピュータ断層撮影法（「ＣＴ」）システム、磁気共鳴撮像法（「ＭＲＩ」）システム、陽電子射出断層撮影法（「ＰＥＴ」）システム、超音波システムなどとすることができる。議論を容易にするために、以下で、診断撮像システム１０００を、時々ＣＴ  Ｘ線撮像モダリティに関連して論ずることがある。しかし、上記のものなど、他の撮像モダリティもまた、使用することができる。
【００４１】
診断撮像システム１０００は、撮像ビーム（例えば、Ｘ線、超音波、無線周波数波など）を生成するための撮像源１０１０と、撮像源１０１０により生成されたビームを、又は（例えば、ＭＲＩ若しくはＰＥＴ走査において）撮像源からの二次ビーム若しくはそのビームにより刺激された放射を検出し、受け取るための撮像検出器１０２０とを含む。一実施形態では、診断撮像システム１０００は、２つ以上の診断用Ｘ線源と、２つ以上の対応する撮像検出器を含む。例えば、２つのＸ線源は、撮像すべき患者の周囲に配置され、互いに角度分離（例えば、９０度、４５度など）させて固定され、Ｘ線源と正反対に位置する撮像検出器の方向に患者を介して狙うことができる。各Ｘ線撮像源により照射されるはずの単一の大きな撮像検出器、又は複数の撮像検出器を、使用することもできる。代替的には、他の数と構成の撮像源及び撮像検出器を使用することもできる。
【００４２】
撮像源１０１０と撮像検出器１０２０は、撮像動作を制御し、画像データを処理するために、デジタル処理システム１０３０に結合される。診断撮像システム１０００は、デジタル処理システム１０３０、撮像源１０１０、撮像検出器１０２０の中でデータとコマンドを転送するためのバス又は他の手段１０３５を含む。デジタル処理システム１０３０は、１つ又は複数の汎用プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）などの専用プロセッサ、又はコントローラ若しくは書替え可能ゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）などの他のタイプのデバイスを含むことができる。デジタル処理システム１０３０はまた、メモリ、記憶デバイス、ネットワーク・アダプタなどの他のコンポーネント（図示せず）を含んでもよい。デジタル処理システム１０３０は、例えば、ＤＩＣＯＭ（医用におけるデジタル画像と通信）フォーマットなどの標準フォーマットでデジタル診断画像を生成するように構成されてもよい。他の諸実施形態では、デジタル処理システム１０３０は、他の標準又は非標準のデジタル画像フォーマットを生成することができる。デジタル処理システム１０３０は、例えば、直接リンク、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」）リンク、又はインターネットなどの広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）リンクとすることのできるデータ・リンク１５００を介して、診断画像ファイル（例えば、前述のＤＩＣＯＭフォーマットのファイル）を処置計画システム２０００に送信することができる。さらに、システム間で転送された情報は、遠隔診断又は処置計画構成などで、システムを接続する通信媒体を介してプッシュ又はプルされる。遠隔の診断又は処置計画において、ユーザは、システム・ユーザと患者との間に物理的な分離が存在するにもかかわらず、本発明の諸実施形態を診断又は処置計画に利用することができる。
【００４３】
処置計画システム２０００は、画像データを受け取り、また処理するための処理デバイス２０１０を含む。処理デバイス２０１０は、１つ若しくは複数の汎用プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）、ＤＳＰなどの専用プロセッサ、又はコントローラ若しくはＦＰＧＡなどの他のタイプのデバイスを表す。処理デバイス２０１０を、本明細書で論ずる処置計画動作を実施するための命令を実行するように構成することもできる。
【００４４】
処置計画システム２０００はまた、情報を記憶すると共に、処理デバイス２０１０により実行される命令を記憶するための、バス２０５５により処理デバイス２０１０に結合された、ランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）又は他の動的記憶デバイスを含むシステム・メモリ２０２０を含むことができる。システム・メモリ２０２０はまた、処理デバイス２０１０による命令の実行中の一時的な変数、又は他の中間的な情報を記憶するために使用される。システム・メモリ２０２０はまた、処理デバイス２０１０のための静的な情報と命令を記憶するための、バス２０５５に結合された、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）及び／又は他の静的な記憶デバイスを含む。
【００４５】
処置計画システム２０００はまた、情報と命令を記憶するための、バス２０５５に結合された１つ又は複数の記憶デバイス（例えば、磁気ディスク・ドライブ、又は光ディスク・ドライブ）を表す記憶デバイス２０３０を含む。記憶デバイス２０３０を、本明細書で論ずる処置計画ステップを実施するための命令を記憶するために使用する。
【００４６】
処理デバイス２０１０はまた、ユーザに情報を表示する（例えば、ＶＯＩの２Ｄ又は３Ｄ表示）ための、陰極線管（「ＣＲＴ」）又は液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）などの表示デバイス２０４０に結合される。キーボードなどの入力デバイス２０５０は、情報及び／又はコマンド選択を処理デバイス２０１０に伝えるために、処理デバイス２０１０に結合される。１つ又は複数の他のユーザ入力デバイス（例えば、マウス、トラックボール、又はカーソル方向キー）を、方向的な情報を伝え、処理デバイス２０１０のためにコマンドを選択し、かつディスプレイ２０４０上におけるカーソルの動きを制御するために使用することもできる。
【００４７】
処置計画システム２０００は、多くの異なる構成及びアーキテクチャを有することができ、処置計画システム２０００よりも多くのコンポーネント又は少数のコンポーネントを有することができ、かつ本発明で採用することのできる処置計画システムの一例を表しているのに過ぎないことが理解されよう。例えば、いくつかのシステムは、しばしば、周辺バス、専用キャッシュ・バスなどの複数のバスを有する。処置計画システム２０００はまた、（異なるシステム上で画像を融合し標的を描画して、次いで、計画しかつ線量計算をするために処置計画システム中にインポートできるように）ＤＩＣＯＭインポートをサポートするためのＭＩＲＩＴ（Medical Image Review and Import Tool；医用画像の再検討及びインポート用ツール）と、様々な撮像モダリティ（例えば、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴなど）の任意の１つにおいて、ユーザが処置計画及び線量分布を見ることを可能にする拡張された画像融合機能とを含む。処置計画システムは、当技術分野で知られており、したがって、さらなる詳細な議論は行わない。
【００４８】
処置計画システム２０００は、そのデータベース（例えば、記憶デバイス２０３０に記憶されたデータ）を、放射線処置実施システム１００（又は２００）などの処置実施システムと共用することができ、したがって、処置を放射する前に、処置計画システムからエクスポートする必要はない。処置計画システム２０００は、データ・リンク１５００に関して上記で論じたように、直接リンク、ＬＡＮリンク、又はＷＡＮリンクとすることのできるデータ・リンク２５００を介して、放射線処置実施システム１００（又は２００）にリンクされる。データ・リンク１５００と２５００がＬＡＮ又はＷＡＮ接続として実装される場合、診断撮像システム１０００、処置計画システム２０００、及び／又は放射線処置実施システム１００（又は２００）のうちのいずれも、分散された位置に存在し、したがって、システムは互いに物理的に遠隔に存在できることに留意されたい。代替として、診断撮像システム１０００、処置計画システム２０００、及び／又は放射線処置実施システム１００（又は２００）のうちのいずれも、１つ又は複数のシステム中で互いに統合される。
【００４９】
放射線処置実施システム１００（又は２００）は、処置計画に従って、標的ボリュームに、処方された放射線量を放射するための療法的及び／又は外科手術的放射線処置源１０５を含む。放射線処置実施システム１００（又は２００）はまた、放射線源に対して患者を位置決めするように、上記で述べた診断用画像と照合又は相関させるために、（標的ボリュームを含む）患者ボリュームの処置間画像を捕捉する（撮像源１２０及び撮像検出器１１５を含む）撮像システム３０２０を含む。放射線処置実施システム１００（又は２００）はまた、放射線処置源１０５、撮像システム３０２０、処置台１１０などの患者支持デバイスを制御するためのデジタル処理システム３０３０を含む。デジタル処理システム３０３０は、１つ又は複数の汎用プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）、ＤＳＰなどの専用プロセッサ、又はコントローラ若しくはＦＰＧＡなどの他のタイプのデバイスを含む。デジタル処理システム３０３０はまた、メモリ、記憶デバイス、ネットワーク・アダプタなどの他のコンポーネント（図示せず）をも含む。デジタル処理システム３０３０を、バス３０４５又は他のタイプの制御インターフェースと通信インターフェースにより、放射線処置源１０５、撮像システム３０２０、処置台１１０に結合することができる。
【００５０】
図７は、本発明の実施形態による放射線処置実施システム１００（又は２００）の斜視図である。一実施形態では、放射線処置実施システム１００（又は２００）は、米国カリフォルニア州のＡｃｃｕｒａｙ、Ｉｎｃ．（アキュレイ社）により開発されたＣｙｂｅｒＫｎｉｆｅ（登録商標）などの、画像誘導による、ロボットベースの放射線処置システムである。図７では、放射線処置源１０５は、患者の周囲の動作ボリューム（例えば、球体）における様々な角度から送られるビームを用いて、病理学的構造（標的部位又はボリューム）を照射するようにＬＩＮＡＣを位置決めするために複数の（例えば、５以上の）自由度を有する線源位置決めシステム３０１２（例えば、ロボット・アーム）の端部上に取り付けられた線形加速器（「ＬＩＮＡＣ」）とすることができる。処置は、単一のアイソセンタ（収束点）、複数のアイソセンタ、又は非アイソセンタ的手法（すなわち、ビームは、病理学的標的ボリュームと交差する必要があるだけで、必ずしも、標的内の単一点、すなわちアイソセンタ上に収束する必要がない）を有するビーム経路を含む。処置は、処置計画中に決定された単一のセッション（単一分割（mono-fraction））で、又は少数のセッション（少分割（hypo-fractionation））で実施される。放射線処置実施システム１００（又は２００）の場合、一実施形態においては、術中の標的ボリュームの位置を、術前の処置計画段階における標的ボリュームの位置と合わせるために、患者を剛体の外部フレームに固定することを必要とせずに、放射線ビームを処置計画に従って放射することができる。
【００５１】
撮像システム３０２０（図６を参照のこと）は、図７における撮像源１２０Ａ、１２０Ｂ、及び撮像検出器（イメージャ）１１５Ａ、１１５Ｂで表すことができる。一実施形態では、撮像源１２０Ａ、１２０ＢはＸ線源である。一実施形態では、例えば、２つの撮像源１２０Ａ、１２０Ｂを、２つの異なる角度（例えば、９０度、４５度などで分離された）位置から、患者を通して撮像Ｘ線ビームを投射し、処置台１１０上の患者を通して、各検出器１１５Ａ、１１５Ｂの方向を狙うようにして、いわゆる位置合わせする。他の実施形態では、各Ｘ線撮像源により照射されるはずの単一の大きなイメージャを使用することができる。代替的に、他の数及び構成の撮像源及び検出器を使用することもできる。
【００５２】
デジタル処理システム３０３０は、放射線処置実施システム１００（又は２００）内で処置台１１０上の患者に位置合わせをし、標的ボリュームに対して放射線処置源１０５を正確に位置決めするために、撮像システム３０２０から取得された画像を、術前の処置計画画像と照合するためのアルゴリズムを実施することができる。
【００５３】
例示された実施形態では、処置台１１０は、複数の（例えば、５以上）自由度を有する処置台位置決めシステム３０１３（例えば、ロボット・アーム）に結合される。処置台位置決めシステム３０１３は、５個の回転自由度と、１個の実質的に垂直で、直線的な自由度を有することができる。代替的には、処置台位置決めシステム３０１３は、６個の回転自由度、及び１個の実質的に垂直で、直線的な自由度、又は少なくとも４個の回転自由度を有することもできる。処置台位置決めシステム３０１３を、柱又は壁に垂直に取り付けることができるが、あるいは基台、床、又は天井に水平に取り付けることもできる。代替的には、処置台１１０は、米国カリフォルニア州のＡｃｃｕｒａｙ、Ｉｎｃ．により開発されたＡｘｕｍ（商標）処置台などの他の機械的な機構のコンポーネントとすることができ、又は当業者に知られた他のタイプの従来の処置テーブルとすることができる。
【００５４】
代替的には、放射線処置実施システム１００（又は２００）は、他のタイプの処置実施システム、例えば、ガントリベースの（アイソセンタ的な）強度変調放射線処置（「ＩＭＲＴ」）システムとすることもできる。ガントリベースのシステムでは、療法的放射線源（例えば、ＬＩＮＡＣ）が、患者の軸方向スライスに対応する平面内で回転するような方法で、ガントリ上に取り付けられる。次いで、放射線が回転の円形平面上のいくつかの位置から送られる。ＩＭＲＴでは、放射線ビームの形状は、患者上に入射する残りのビームが事前定義の形状を有するように、ビームの部分を遮断できるようにするマルチリーフ・コリメータにより決められる。その結果、システムは、アイソセンタで互いに交差して、標的に線量分布を放射する任意の形状をした放射線を生成する。ＩＭＲＴの計画では、最適化アルゴリズムが、主ビームのサブセットを選択し、かつ処方された線量制約が最適に満たされるように、各サブセットに患者を曝すべき時間量を決定する。
【００５５】
本明細書で述べた方法及び装置は、医療用診断撮像や処置でのみ使用することに限定されないことに留意されたい。代替的な諸実施形態では、本明細書の方法及び装置を、産業用撮像及び材料（例えば、自動車産業におけるモータ・ブロック、航空産業における機体、建設産業における溶接、石油産業におけるボーリング・コア）の非破壊試験、地震調査など、医療技術分野外の用途で使用することもできる。このような用途では、例えば、「処置（treatment）」は、概して、放射線ビームの用途を指す。
【００５６】
本発明の例示の諸実施形態の上記の説明は、要約で述べたものを含めて、網羅的であることを、又は開示された正確な形態に本発明を限定することを意図していない。本発明の特有な諸実施形態、及び諸例は、例示目的で本明細書で述べられているが、当業者であれば理解されるように、様々な変更が本発明の範囲内で可能である。
【００５７】
上記の詳細な説明に照らせば、これらの変更を本発明に行うことができる。添付の特許請求の範囲で使用される用語は、本明細書で開示された特有の諸実施形態に本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。そうではなくて、本発明の範囲は、特許請求の範囲の解釈の確立された理論に従って解釈されるべき添付の特許請求の範囲により、完全に決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態による放射線処置実施システムに対する統合された品質保証の信頼度検査の実行を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による放射線処置実施システムに対する統合された品質保証の信頼度検査の実行を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による放射線処置実施システムに対する統合された品質保証の信頼度検査を実施するためのプロセスを示す流れ図である。
【図４】本発明の実施形態による放射線処置実施システムの位置合わせを検証するために使用される露光画像の図である。
【図５】本発明の実施形態による放射線処置源を位置決めするために使用される線源位置決めシステムの較正の妥当性を検証するために取り付けられた光源を含む放射線処置源を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態による、診断画像を生成し、処置計画を生成し、また処置計画を放射するための患者処置システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態による放射線処置実施システムの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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