(57)【要約】  放射線検出器により患者の治療の提供中に出口放射線測定情報を取得するコンピュータプログラム製品、方法、システムおよび装置が提供される。患者の解剖学情報もまた受信され、少なくとも出口放射線測定情報、患者の解剖学情報、および放射線治療計画の少なくとも一部を利用して、放射線検出器応答の較正が決定される。
2018514356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサにより実行されるときに、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサに動作を実行させる、命令を格納する非一時的な機械可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、
放射線治療計画を受信するステップと、
放射線検出器により、患者の治療の提供中に出口放射線測定情報を取得するステップと、
患者の解剖学情報を受信するステップと、
少なくとも出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の少なくとも一部を利用して、放射線検出器応答の較正を決定するステップとを含む、
コンピュータプログラム製品。
【請求項２】
前記放射線検出器応答の較正を決定する動作は、
出口放射線測定情報が取得された時間期間中の患者入口フルエンスを決定するステップと、
患者入口フルエンスおよび患者の解剖学情報を利用して、患者出口フルエンスを決定するステップと、
患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けて、放射線検出器応答の較正に到達するステップとをさらに含む、
請求項１のコンピュータプログラム製品。
【請求項３】
前記患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けることは、
患者の内部の異質性および放射線治療計画の少なくとも一部を解析し、放射線検出器応答の較正に到達するために使用される適切な点のリストを作成するための、出口放射線測定情報のサブセットを見つけるステップと、
適切な点のリストから少なくとも１つのグループを形成し、各グループ毎に放射線検出器応答の較正に到達させるステップとをさらに含む、
請求項２のコンピュータプログラム製品。
【請求項４】
前記患者入口フルエンスを決定する動作は、
撮像開始時間および撮像終了時間を決定するステップであって、撮像開始時間および撮像終了時間は画像が取得された時間期間を規定するステップと、
放射線治療計画の少なくとも一部および撮像開始時間および撮像終了時間を利用して、患者入口フルエンスを決定するステップとをさらに含む、
請求項２または３のコンピュータプログラム製品。
【請求項５】
前記撮像開始時間および撮像終了時間が画像を決定する動作は、
推定されたコリメータプロファイルを放射線治療計画の少なくとも一部から決定するステップと、
推定されたコリメータプロファイルを放射線検出器により取得された測定されたコリメータプロファイルと比較するステップと、
推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致から撮像開始時間および撮像終了時間を決定するステップをさらに含む、
請求項４のコンピュータプログラム製品。
【請求項６】
測定されたコリメータプロファイルと最良に一致した推定されたコリメータプロファイルとの間の差を決定するステップと、
より正確な撮像開始時間および撮像終了時間に到達するように、前記差が所定値を超える場合に、推定されたコリメータプロファイルを決定するために使用される撮像開始時間および撮像終了時間の可能な時間範囲を増加させるステップとをさらに含む、
請求項５のコンピュータプログラム製品。
【請求項７】
前記放射線検出器は、電子ポータルイメージング装置である、
請求項６のコンピュータプログラム製品。
【請求項８】
放射線検出器応答の較正のための方法であって、前記方法は、
放射線治療計画に従って患者の治療を行うステップと、
患者の治療の提供中に、出口放射線測定情報を取得するステップと、
患者の解剖学情報を受信するステップと、
少なくとも出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の少なくとも一部を利用して、放射線検出器応答の較正を決定するステップとを含む、
方法。
【請求項９】
前記放射線検出器応答の較正を決定するステップは、
出口放射線測定情報が取得された時間期間中に患者入口フルエンスを決定するステップと、
患者入口フルエンスおよび患者の解剖学情報を利用して、患者出口フルエンスを決定するステップと、
患者出口フルエンスを患者の解剖学情報を出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けて、放射線検出器応答の較正に到達させるステップとをさらに含む、
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けることは、
患者の内部の異質性および放射線治療計画の少なくとも一部を解析し、放射線検出器応答の較正に到達するために使用される適切な点のリストを作成するための、出口放射線測定情報のサブセットを見つけるステップと、
適切な点のリストから少なくとも１つのグループを形成し、各グループ毎に放射線検出器応答の較正に到達するステップとをさらに含む、
請求項９の方法。
【請求項１１】
前記患者入口フルエンスを決定するステップは、
撮像開始時間および撮像終了時間を決定するステップであって、撮像開始時間および撮像終了時間は画像が取得された時間期間を規定するステップと、
放射線治療計画の少なくとも一部および撮像開始時間および撮像終了時間を利用して、患者入口フルエンスを決定するステップとをさらに含む、
請求項９または１０の方法。
【請求項１２】
前記撮像開始時間および撮像終了時間を決定するステップは、
推定されたコリメータプロファイルを放射線治療計画の少なくとも一部から決定するステップと、
推定されたコリメータプロファイルを放射線検出器により取得された測定されたコリメータプロファイルと比較するステップと、
推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致から撮像開始時間および撮像終了時間を決定するステップをさらに含む、
請求項１１の方法。
【請求項１３】
測定されたコリメータプロファイルと最良に一致した推定されたコリメータプロファイルとの間の差を決定するステップと、
より正確な撮像開始時間および撮像終了時間に到達するように、前記差が所定値を超える場合に、推定されたコリメータプロファイルを決定するために使用される撮像開始時間および撮像終了時間の可能な時間範囲を増加させるステップとをさらに含む、
請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記放射線検出器は、電子ポータルイメージング装置である、
請求項１３の方法。
【請求項１５】
システムであって、
前記システムは、
少なくとも１つのプロセッサと、
少なくとも１つのプロセッサに動作を実行させる、命令を含む少なくとも１つのメモリとを含み、
前記動作は、
放射線治療計画を受信し、
放射線治療計画に従って患者の治療を行い、
患者の治療の提供中に、出口放射線測定情報を取得し、
患者の解剖学情報を受信し、
少なくとも出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の少なくとも一部を利用して、放射線検出器応答の較正を決定すること含む、
システム。
【請求項１６】
前記放射線検出器応答の較正を決定する動作は、
出口放射線測定情報が取得された時間期間中の患者入口フルエンスを決定し、
患者入口フルエンスおよび患者の解剖学情報を利用して、患者出口フルエンスを決定し、
患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けて、放射線検出器応答の較正に到達することをさらに含む、
請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連付けることは、
患者の内部の異質性および放射線治療計画の少なくとも一部を解析し、放射線検出器応答の較正に到達するために使用される適切な点のリストを作成するための、出口放射線測定情報のサブセットを見つけ、
適切な点のリストから少なくとも１つのグループを形成し、各グループ毎に放射線検出器応答の較正に到達することをさらに含む、
請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記患者入口フルエンスを決定する動作は、
撮像開始時間および撮像終了時間を決定する動作であって、撮像開始時間および撮像終了時間は画像が取得された時間期間を規定し、
放射線治療計画の少なくとも一部および撮像開始時間および撮像終了時間を利用して、患者入口フルエンスを決定することをさらに含む、
請求項１６または１７のシステム。
【請求項１９】
前記撮像開始時間および撮像終了時間を決定する動作は、
推定されたコリメータプロファイルを放射線治療計画の少なくとも一部から決定し、
推定されたコリメータプロファイルを放射線検出器により取得された測定されたコリメータプロファイルと比較し、
推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致から撮像開始時間および撮像終了時間を決定することをさらに含む、
請求項１８のシステム。
【請求項２０】
測定されたコリメータプロファイルと最良に一致した推定されたコリメータプロファイルとの間の差を決定し、
より正確な撮像開始時間および撮像終了時間に到達するように、差が所定値を超える場合に、推定されたコリメータプロファイルを決定するために使用される撮像開始時間および撮像終了時間の可能な時間範囲を増加させる動作とをさらに含む、
請求項１９のシステム。
【請求項２１】
前記放射線検出器は、電子ポータルイメージング装置である、
請求項２０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
放射線検出器を利用した放射線治療の品質保証に関する。
【０００２】
本出願は、２０１５年４月２３日に出願された米国出願第１４／６９４，８６５号に基づく優先権を主張し、その開示内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００３】
放射線治療は、影響を受ける癌細胞を殺す電離放射線で癌性腫瘍を治療するために使用される。外部ビーム放射線治療は、電離放射線を提供するための１つの方法である。そのような治療では、患者を寝台に置き、電離放射線を患者の腫瘍に向けるように放射線治療ビーム発生器（例えば、線形加速器）を配置する。ビームに対する患者の適切な位置決めを決定する１つの方法は、放射線検出器、例えば、電子ポータルイメージング装置（ＥＰＩＤ）からのデータを使用することである。ＥＰＩＤからの画像は、患者から出る放射線を示し、本質的に、ビームに関して患者を適切に配置するために使用することができるＸ線画像を提供する。いくつかの近代的ＥＰＩＤ装置は、患者から出る放射線を検出するための蛍光体および光センサのアレイを使用する。蛍光体からの光は、電気信号に変換され、コンピュータにより読み取られて、蛍光体に当たる放射パターンのマッピングを生成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、放射線治療計画および患者の解剖学情報が受け取られる。患者治療の提供中に、出口放射線測定情報が放射線検出器により取得される。出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の少なくとも一部を利用して、放射線検出器応答の較正が決定される。
【０００５】
いくつかの変形例では、以下の特徴の１つまたは複数は、必要に応じて任意の実行可能な組み合わせに含むことができる。
【０００６】
一の相互に関連した態様では、放射線検出器応答の較正を決定することは、出口放射線測定情報が取得された時間期間中に、患者入口フルエンスを決定することをさらに含むことができる。患者入口フルエンスおよび患者の解剖学情報を利用して、患者出口フルエンスを決定することができる。患者出口フルエンスは、放射線検出器応答の較正に到達させる出口放射線測定情報の少なくとも１つと関連付けることができる。
【０００７】
他に関連した態様では、出口放射線測定情報と患者出口フルエンスを関連付けることは、患者内部の不均一を解析し、放射線計画の少なくとも１つをさらに含むことができ、放射線検出応答の較正に到達するのに使用されるべき適切な点のリストを生成するための、出口放射線測定情報のサブセットを見つけることができる。適切な点のリストからグループを形成して、各グループ毎に放射線検出器応答の較正に到達することができる。
【０００８】
さらに他の関連した態様では、患者入口フルエンスを決定する動作は、撮像開始時間および撮像終了時刻を決定することをさらに含み、撮像開始時間および撮像終了時間が取得された時間の期間を規定する。患者入口フルエンスは、放射線治療計画の少なくとも一部および撮像開始時間および撮像終了時間を利用して決定することができる。
【０００９】
他の関連した態様では、撮像開始時間および撮像終了時間を決定する動作は、放射線治療計画の少なくとも一部から推定コリメータプロファイルを決定することを含むことができる。推定コリメータプロファイルは、放射線検出器により取得された測定コリメータプロファイルと比較することができる。撮像開始時間および撮像終了時間は、推定コリメータプロファイルと測定コリメータプロファイルとの間の最良の一致から決定することができる。
【００１０】
さらに相互に関連した態様では、測定コリメータプロファイルと最良に一致した推定コリメータプロファイルとの間の差を決定することができる。より正確な撮像開始時間および撮像終了時間に到達するために、推定コリメータプロファイルを決定するために使用される撮像開始時間および撮像終了時間の可能な時間の範囲は、その差が所定値を超える場合に増加させることができる。
【００１１】
さらに、他の相互に関連した態様では、放射線検出器は、電子ポータルイメージング装置であることができる。
【００１２】
現在の主題の実施は、本明細書で提供される記述と一致する方法、および１つまたは複数のマシン（例えば、コンピュータなど）を実行するように動作可能な有形の機械可読媒体を含む物品を含むことができるが、記載された特徴のうちの１つまたは複数を実施する操作をもたらす。同様に、１つまたは複数のプロセッサおよび１つまたは複数のプロセッサに結合された１つまたは複数のメモリを含むことができるコンピュータシステムも記載される。コンピュータ可読記憶媒体を含むメモリは、１つまたは複数のプロセッサに本明細書に記載の１つまたは複数の動作を実行させる１つまたは複数のプログラムを含むことができ、エンコード、格納などをすることができる。現在の主題の１つまたは複数の実施と一致するコンピュータ実装の方法は、単一のコンピューティングシステムまたは複数のコンピューティングシステムに存在する１つまたは複数のデータプロセッサにより実施することができる。そのような複数のコンピューティングシステムは、複数のコンピューティングシステムの１つまたは複数との間の直接接続などを介した、ネットワーク（例えば、インターネット、無線ワイドエリアネットワーク、ローカルネットワーク、ワイドエリアネットワーク、有線ネットワークなど）を介した接続を含むが、これに限定されない１つまたは複数の接続を介して接続され、データおよび／またはコマンドまたは他の命令などを交換することができる。
【００１３】
要旨の本明細書に記載の１つまたは複数の変形の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載される。本明細書に記載された要旨の他の特徴および利点は、説明および図面ならびに請求項から明らかになるであろう。現在開示されている要旨の特定の特徴は、説明のために記載されているが、そのような特徴は限定を意図するものではないことは容易に理解されるべきである。この開示に続く請求項は、保護される要旨の範囲を定義することを意図する。
【００１４】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本明細書に開示される要旨の特定の態様を示し、記載とともに、開示された実施に関連する原理の一部を説明する助けとなる。図面を次に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】患者から出る放射線を測定するための放射線検出器を備えた放射線治療装置を示す簡略図である。
【図２】出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の一部に基づく放射線検出器応答構成の決定のための例示的なプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図３】患者出口フルエンスおよび出口放射線測定情報を利用して放射線検出器応答の較正を決定するための例示的なプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図４】患者入口フルエンスを決定するための例示的なプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図５】撮像開始時間および撮像終了時間を提供する制御点の対を探索する例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実用的な場合、同様の参照番号は同様の構造、特徴または要素を示す。
【００１７】
現在の主題は、放射線検出器を較正するための方法、システム、ソフトウェアおよび装置に向けられている。放射線検出器は、それが患者から出る際に、放射線治療装置からの放射線を検出することができる。これは、患者の位置を特定するためだけでなく、放射線治療の品質保証のためにも使用できる。
【００１８】
放射線検出装置の正確な較正が利用可能である場合、放射線検出器出力は、線量の推定値に変換され、放射線治療の品質保証に使用することができる。本明細書で使用する場合、用語”線量”は、線量またはフルエンスの推定値を提供する、任意の放射線測定量、または量の組み合わせを指すことができる。放射線検出器が治療中に患者を透過した放射線を測定することができる場合、この情報を患者の解剖学情報とともに使用して放射線治療計画が意図したとおりに提供されたかどうかを決定することができる。
【００１９】
本明細書で説明する１つの例示的な実施形態は、ＥＰＩＤ装置である放射線検出器に関するものであるが、放射線検出器は、任意のタイプの放射線検出器であってもよい。例えば、放射線検出器は、蛍光体なしに直接ダイオードを使用する装置であってもよい。
【００２０】
図１は、患者１３０から出る放射線を測定するための放射線検出器１８０を備えた例示的な放射線治療装置１１０を示す。放射線治療装置１１０は、患者１３０の周りを回転できるガントリ１４０を含むことができる。ガントリ１４０の内部には、例えば、治療ビーム１５０の形で患者１３０に向かって放射線を向ける線形加速器（ＬＩＮＡＣ）、コバルト６０源など、放射線源がある。治療ビーム１５０は、小さなビームレットが治療される必要がある領域にわたって走査される走査ビームも含むことができる。治療ビーム１５０は、患者１３０に達する前に、コリメータ１６０、例えば、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）により成形されてもよい。ＭＬＣであるコリメータ１６０の例では、コリメーションは、ＭＬＣの反対側のリーフの間に一連の狭い隙間を設け、複数のリーフの対を渡って結合することにより、治療ビーム１５０の一部をブロックすることができ、典型的には、照射されている腫瘍と同様の所望の形状を形成することができる。本明細書では、マルチリーフコリメータの例を使用する。しかしながら、本開示は、任意のタイプのコリメーション装置を意図する。
【００２１】
患者１３０の治療は、放射線治療制御システム１７０により制御することができ、放射線治療制御システム１７０は、例えば、患者１３０の放射線治療計画１９６の管理を制御するプロセッサ、コンピュータ、ハードウェア、コンピュータプログラムなどを含むことができる。放射線治療制御システム１７０は、例えば、治療ビーム１５０、ガントリ１４０の位置、コリメータにより生成されるビーム形状などを制御することができる。
【００２２】
本明細書で使用される放射線治療計画は、任意の方法、例えば、提供ログ情報、または患者入口フルエンスなどに関する情報を提供することができる任意の測定値または他のデータなどで得られた、治療計画のような放射線提供に関する任意のタイプの情報を含むことができる。典型的な放射線治療計画は、特定の機械パラメータを正確な、典型的には細かい時間間隔で規定することをさらに含み、指定された線量の放射線を患者１３０の標的体積に最も近づけ提供する。放射線治療計画に使用される一般的なパラメータは、例えば、治療ビーム形状またはエネルギー、ガンメトリの方向、コリメータリーフ位置、治療ビームに対する患者の解剖学的（ＣＴ）撮像方向などを含むことができる。
【００２３】
患者１３０は、治療中に寝台１３２上に載ることができる。放射線が患者１３０を通過した後、時には、放射線は、放射線検出器１８０に衝突することができる。ほとんどの実施形態では、放射線検出器１８０は、ガントリ１４０に接続されるか、そうでなければ、ガントリ１４０とともに回転するように作られる。
【００２４】
放射線検出器１８０に衝突する放射線は、患者の解剖学的構造および／または腫瘍による放射線の透過および吸収に関するパターンとして検出することができる。放射線検出器１８０は、放射線検出器１８０内の蛍光体層（図示せず）を介して、入射放射線を他の波長の光に変換することができる。次いで、蛍光体からの光は、光センサ（図示せず）により検出され、電気信号に変換され、放射線検出器１８０に入射する放射線の画素マップを本質的に生成することができる。放射線検出器１８０からの電気信号は、例えば、アナログ／デジタル変換器、デジタイザなどにより取得され、取得した出口放射線測定情報を得て、フィルタリングし、解析し、格納または処理することができる。
【００２５】
放射線治療のモニタリングおよび品質保証の一環として、システムおよび診断は、患者１３０に提供される線量を推定し、放射線治療計画で指定された目標と比較するために使用することができる。そのようなシステムまたはソフトウェアは、放射線治療制御システムに統合することができ、または別個の品質保証（ＱＡ）コンピュータ１９０（図１に示す）の一部であってもよい。本明細書に記載の実施形態は、別個の品質保証コンピュータを利用するが、本開示は、放射線治療装置の制御システムまたは他の関連システム内で実施される本明細書に開示される概念を意図する。図１は、ＱＡコンピュータ１９０および放射線治療制御システム１７０を別個の構成要素として示しているが、本明細書に記載された機能は、統合システム上で実行されるか、またはここで指定された機能が実行されることを可能にする任意の数またはタイプのハードウェアまたはソフトウェアコンポーネントにわたって分散することができる。
【００２６】
一実施形態では、本明細書に記載の放射線検出器１８０の較正を行う放射線検出器の較正プログラム（図示せず）が存在することができる。放射線検出器は、ＱＡコンピュータ１９０、放射線治療制御システム１７０、または放射線治療装置１１０に接続された他のコンピュータまたはプロセッサにより実行することができる。他の実施形態では、放射線検出器の較正プログラムは、独立したコンピュータ上で、格納および／または実行することができる。放射線検出器の較正プログラムが放射線検出器の較正を実行するために必要とするデータ、例えば、放射線検出器出力１９２、患者データ１９４、放射線治療計画１９６などは、放射線検出器の較正プログラムにより受け取られ、コンピュータ上で放射線検出器の較正プログラムを実行することができる。放射線検出器の較正プログラムの出力は、接続された任意のコンピューティングシステムにロードおよび／または格納することができる。本明細書に記載されたシステムのいずれかの間の接続は、有線、無線、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。
【００２７】
図２は、出口放射線測定情報、患者の解剖学情報および放射線治療計画の少なくとも一部に基づく放射線検出器応答の較正の決定のための例示的なプロセスを示すプロセスフロー図である。２００において、放射線治療計画を受信することができる。２１０において、患者の治療は、放射線治療計画１９６に従って行われることができる。患者の治療中に、放射線検出器１８０に入射する放射線を特徴付ける出口放射線測定情報を取得することができる。２３０において、患者１３０の生理学的構造を詳述する患者の解剖学情報１９４を受信することができる。患者の解剖学情報１９４は、ＣＡＴ走査、ＭＲＩ走査、ＣＴ走査、密度オーバーライドを有する放射線治療法構造セット、または任意の他のタイプの患者の解剖学情報を含むことができる。患者の解剖学情報１９４は、治療の前、治療中または治療後に取得することができる。２４０において、放射線検出器応答の較正は、放射線治療計画１９６、治療提供ログ、治療の前、治療中または治療後に測定された測定された入口フルエンス、または出口放射線測定情報および患者の解剖学情報１９４の少なくとも一部を利用して決定することができる。
【００２８】
放射線検出器応答の較正は、ＥＰＩＤのような放射線検出器の出力を、放射線検出器により受け取られた線量として、品質保証のために有用な量に変換することができる。一実施形態では、放射線検出器応答の較正は、患者の解剖学情報１９４および放射線治療計画１９６の少なくとも一部に基づいて放射線検出器の測定された信号を患者への計算された線量に関連させることができる。放射線検出器応答の較正は、放射線治療計画および患者の解剖学情報を使用して、患者に対して期待されたまたは予測された出口線量／フルエンス画像を計算するために使用することもできる。放射線治療計画および患者の解剖学情報は、患者への治療提供の質を検証する目的で、実際の治療提供中に取得された測定値と比較するためのベースラインとしての役割を果たすことができる。
【００２９】
本明細書に記載された任意の情報またはデータは、例えば、ＱＡコンピュータ１９０、放射線治療制御システム１７０、他の接続されたまたはネットワーク化されたコンピューティングシステムなどにより、受信および／または処理することができる。同様に、放射線検出器応答の較正は、接続されたコンピューティングシステムの任意の組み合わせにより計算され、処理され、または格納することができる。
【００３０】
本開示の、例えば、患者の治療中に進行中ベースで、放射線検出器の較正を実行する能力は、医師がファントムで装置を較正するために放射線治療装置の休止時間を省くことを軽減する。本実施形態では、医師がファントムを使用する必要性を軽減するが、ファントム、人体ファントムまたは他の異種ファントム、非球状同種ファントムまたは治療用寝台上の機械的なアイソセンタ（治療中心）に対して非対称に配置された均質球状対称ファントムを較正することが望ましい場合には、本明細書に記載の方法をこのような方法で適用することができる。
【００３１】
図３は、放射線検出器応答の較正を決定する例示的なプロセスをさらに示すプロセスフロー図である。特定の実施形態を論じる際に、本開示は、”画像”、”開始画像”および”終了画像”を参照する。このような用語は、画像を提供する放射線検出器のタイプを限定することを意図するものではない。これらの用語の使用は、放射線検出器の出力の任意のタイプ、例えば、放射線検出器で検出される視覚画像または任意の表現として表現され得るデータセットまたは他の出力を含むことを意図する。３００において、患者入口フルエンスは、画像が取得された時間の期間中に、決定することができる。患者入口フルエンスの決定は、例えば、線量測定値、ビームプロファイル／出力モニタ測定値、ガントリ位置測定値、コリメータ位置測定値、放射線治療計画１９６、他の入口フルエンス／線量測定装置などに基づくことができる。３１０において、患者出口フルエンスまたは放射線検出器のそれぞれの画素により受け取られる線量は、例えば、ＴＥＲＭＡ計算などの単純な近似を使用することにより、または畳み込み重畳、モンテカルロまたは線形ボルツマントランスポート方程式ソルバ、人工ニューラルネットワークなどのより正確な線量計算アルゴリズムを用いて、患者入口フルエンスおよび患者の解剖学情報１９４を利用して計算することができる。患者出口フルエンスは、放射線検出器への線量、散乱放射線測定値、または患者から出る放射線の他の近似値である。例えば、患者出口フルエンスは、衝突する放射線が患者１３０の物理的構造により吸収および／または散乱された後に患者１３０から出るフルエンスを含むことができる。３２０において、患者出口フルエンスは、出口放射線測定情報の少なくとも一部に関連して、放射線検出器応答の較正に到達させることができる。
【００３２】
本開示の他の実施形態では、患者出口フルエンスを出口放射線測定情報の一部に関連付けることは、放射線検出器応答の較正に到達させるために使用されるべき適切な点のリストを作成するための出口放射線測定情報のサブセットを見つけるために、患者の内部の異質性の解析、および放射線計画の少なくとも一部を解析することも含むことができる。適切な点を使用して、すくなくとも１つのグループ分けを形成して、各グループ毎に放射線検出器応答の較正に到達させることができる。
【００３３】
本開示の一実施形態では、画像が取得された時間中の患者入口フルエンスの決定は、撮像開始時間および撮像終了時間を見つけることにより助成される。これらの時間が分かっている場合、患者入口フルエンスは、同時にその放射線治療計画（例えば、ビーム強度、コリメータ位置など）を調べることにより決定することができる。
【００３４】
本明細書では、”時間”について論じるが、これは典型的な時系列な時間（例えば、分または秒）、ガントリ角度、制御点、提供放射線、ＭＬＣ位置、または放射線検出器データ、またはＥＰＩＤ画像が取得されるときを規定し得る任意の他のパラメータを意味し得ることが理解されるべきである。例えば、放射線治療計画は、しばしば、放射線治療装置が”制御点”に関して治療を行う方法を記述する。制御点は、例えば、提供される放射線の量、ビームエネルギー、コリメータ位置、ガントリ角度、ガントリ回転方向、患者支持位置などを含むシステムの形態を定義するデータ点の集まりであり得る。
【００３５】
図４は、図３のプロセスにおいて使用される患者入口フルエンスを決定するための例示的なプロセスを示すプロセスフロー図である。４００において、例えば、ガンメトリ角度情報またはＥＰＩＤフレーム自体のＤＩＣＯＭタグ内メータセット露出値から、およその画像捕捉時間を得ることができる。４１０において、推定されたコリメータプロファイルは、放射線治療計画の少なくとも一部から決定される。これらの推定されたコリメータプロファイルは、推定された撮像開始時間および撮像終了時間、およびその期間中の放射線治療計画特性を考慮して、放射線検出器によりレンダリングされることが期待されるプロファイルを表す。４２０において、推定されたコリメータプロファイルは、放射線検出器により取得された実際の測定されたコリメータプロファイルと比較される。この比較では、プロファイル全体を比較する必要はない。例えば、ＭＬＣプロファイルは、ＭＬＣのリーフにより形成されるアパチャのアウトラインまたは境界として定義できる。４３０において、撮像開始時間および撮像終了時間は、推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致から決定されてもよい。一実施形態では、推定または測定されたコリメータプロファイルは、予測された放射線検出器またはＥＰＩＤ画像から導き出すこともできる。
【００３６】
４４０において、患者入口フルエンスは、放射線治療計画の一部および撮像開始時間および撮像終了時間を利用することにより決定することができる。例えば、実際の撮像開始時間および撮像終了時間が既知である場合、その時間期間からの関連するビーム特性（例えば、形状、線量率など）は、放射線検出器画像を取得した時間中患者入口フルエンスを計算するために使用することができる。
【００３７】
図５は、推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致を生成する撮像開始時間および撮像終了時間を探索する例示的な方法を示す図である。一実施形態では、図５に示すように、初期の近似画像捕捉時間（例えば、ＥＰＩＤ画像のＤＩＣＯＭタグから）は、ガントリ１４０の角度Ａにより表される。示された例では、制御点５１０は、ガントリ回転アークの拡大図の角度尺度として示される。初期の近似ガントリ角度Ａは中央の破線で示される。実際の撮像開始時間５３０および実際の撮像終了時間５３２は、事前に分かっていないが、図の大きな線により示される。現在の例の反復方法を説明すると、近似撮像開始時間と近似撮像終了時間との最初のペアリングがブラケット５４０により示される。５４０により示される期間の推定されたコリメータプロファイルを測定されたコリメータプロファイルと比較すると、あまり適合しないことがわかる。次に、探索アルゴリズムは、近似撮像開始時間と近似撮像終了時間との第２のペアリング５５０を決定することができる。ここでも、推定されたコリメータプロファイルを測定されたコリメータプロファイルと比較することができ、第１のペアリングより適合が改善されていることがわかる。同様に、推定されたコリメータプロファイルと測定されたコリメータプロファイルとの間の最良の一致をもたらすことがわかる第３のペアリング５６０を作成することができる。最良の一致の決定は、反復方法、多パラメータ誤差最小化、画像認識、距離最小化（重なり境界間）などにより実行することができる。
【００３８】
本開示の他の態様では、システムは、測定されたコリメータプロファイルと最も良く一致した推定されたコリメータプロファイルとの間差を計算することができる。この差は、収束パラメータ、誤差値または測定されたコリメータプロファイルと推定されたコリメータプロファイルとの間の比較を定量化する任意の他のメトリックにより表すことができる。その差が所定の値を超える場合には、より正確な撮像開始時間および撮像終了時間に達するように、推定されたコリメータプロファイルを計算するために使用される撮像開始時間および撮像終了時間の可能な時間の範囲を増加させることができる。例えば、最初の探索領域の端点の近似が悪いために大きな差があった場合に、そのような増加が必要になることがある。
【００３９】
他の実施形態では、放射線検出器１８０と放射線治療制御システム１７０との間で共有される共通の時間軸が存在してもよい。さらに他の実施形態では、制御点１４０と制御点の時間軸（秒）のみ対応する時間軸（秒）があり、時間軸（秒）を同期、補間などして、それぞれの画像の出口放射線測定情報と制御点の対との間の最良の一致を得ることができる。さらに一実施形態では、画像の取得は、制御点４１０と一致するように直接的に結びつけることができる。例えば、放射線治療計画１９６が第１の開始制御点に達すると、放射線検出器１８０は、データの取得を開始し、第２の終了制御点に達するまで、放射線検出器１８０は、データ取得を停止する。このように、制御点４１０は、撮像開始時間４３０および撮像終了時間４３２正確に規定できる。静的コリメータおよびガンメトリ計画に特に有用な他の実施形態では、メータセット露出、または受け取った放射線の量または取得期間の任意の他の尺度を使用して、放射線検出器取得のおよその開始および終了時間を見つけることができる。
【００４０】
例えば、ＥＰＩＤの所与の画素で検出された電流または電圧などの放射線検出器信号に基づいて計算された患者出口フルエンスを、上述のように、放射線治療計画に従って計算された患者出口フルエンスと比較することにより、放射線検出器１８０は、患者への放射線の提供の可能性のあるエラーを示すことができる。
【００４１】
放射線検出器応答の較正は、多くのタイプの放射線治療計画、患者の解剖学情報などに亘って取られた較正データを含むことができる。放射線検出器応答の較正は、放射線検出器１８０のそれぞれの画素のデータ点のセットとして表すことができる。医師に較正データを供給するために、放射線検出器応答の較正を時間をかけて構築することができ、較正中により多くのデータが取られるにつれて統計的に改善し続けることができる。放射線検出器応答の較正データの特定のサブセットについて、放射線検出器応答の較正は、選択されたデータ点を通る放射線検出器応答の較正曲線適合として表すことができる。適合された曲線を得るために様々な適合方法および関数を使用することができる。人工ニューラルネットワークを用いて較正手順を学習したり、またはデータを適合させることもできる。
【００４２】
データ点は、上に列挙したパラメータのいずれかに基づくことができ、統計を改善するために、または蛍光体を介した重複電荷分布または光拡散を考慮に入れるために必要な場合、隣接画素からの画素応答データを含むこともできる。しかしながら、異なる画素は、他のものの中でも特に、放射線検出器の異なる領域における画素の応答を変化させる、患者１３０を出る放射線の異なるスペクトルにより、異なる入射角で衝突させることができる。したがって、統計を改善するために全ての画素の全てのデータ点を使用する必要はない。データ点は、特定の時間範囲、患者、計画タイプ、治療部位などに従ってグループ化することもできる。データ点は、例えば、フィールドサイズ、形状、放射線源からの患者距離、放射線検出器からの患者の表面距離などによりさらにグループ化することができる。個々の放射線検出器応答の較正曲線は、これらグループのそれぞれまたはこれらグループの組み合わせに対して得ることができる。
【００４３】
本開示の方法は、アークベース、静電界などの多くの異なるタイプの放射線治療計画で利用され得ることが理解される。さらに、現在の主題の実施は、患者が治療される際の放射線検出器の自動的かつ継続的な較正、継続的に更新される較正データの使用による較正ドリフトの回避などの利点を提供することができる。さらに、線量のための放射線検出器の較正は、ファントム較正を必要とせずに、患者の治療中に決定されてもよい。
【００４４】
本明細書に記載される主題の1つまたは複数の態様または特徴は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）コンピュータハードウェア、人工ニューラルネットワーク、ファームウェア、ソフトウェア、および/またはそれらの組み合わせを含む。これらの様々な態様または特徴は、プログラマブルシステム上で実行可能および/または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムにおける実装を含み、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサは、特殊なまたは一般的なものであり、データおよび命令を受信し、ストレージシステム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置へデータおよび命令を送信するように結合され得る。プログラマブルシステムまたはコンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含むことができる。クライアントとサーバは、一般に、互いに遠隔であり、典型的には、通信ネットワークを介して相互作用する。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアント−サーバ関係を有するコンピュータプログラムの効力により発生する。
【００４５】
これらのコンピュータプログラムは、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、アプリケーション、コンポーネントまたはコードとも呼ばれ、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高水準の手続き言語、オブジェクト指向プログラミング言語、関数型プログラミング言語、論理型プログラミング言語、および／またはアセンブリ言語／機械語で記述することができる。本明細書で使用する場合、”機械可読媒体”という用語は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリおよびプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）のような任意のコンピュータプログラム製品、装置、および／またはデバイスに、機械命令および／またはデータを機械可読信号として機械命令を受け取る機械可読媒体を含むプログラマブルプロセッサへ提供するために使用される。”機械可読信号”という用語は、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。機械可読媒体は、非過渡的なソリッドステートメモリ、磁気ハードドライブ、または任意の同等の記憶媒体のような非機械的にそのような機械命令を格納することができる。機械可読媒体は、例えば、プロセッサキャッシュまたは１つまたは複数の物理プロセッサコアに関連する他のランダムアクセスメモリのように、そのような機械命令を過渡的な方法で代替的または追加的に格納することができる。
【００４６】
ユーザとの対話を提供するために、本明細書に記載された主題の１つまたは複数の態様または特徴は、例えば、ユーザに情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）モニタなどのディスプレイデバイス、およびユーザがコンピュータに入力を提供するための、例えば、マウスまたはトラックボールなどのキーボードおよびポインティングデバイスを有するコンピュータ上で実施することができる。他の種類の装置を使用して、ユーザとのやりとりを提供することもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバックまたは触覚フィードバックなどの任意の形態の感覚フィードバックであり得る。ユーザからの入力は、これに限定されるものではないが、音響、音声または触覚入力を含む任意の形態で受信されてもよい。他の可能な入力デバイスには、タッチスクリーンまたは単一または複数ポイントの抵抗性または容量性のトラックパッド、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャデバイスおよび関連するタッチスクリーンデバイスなどの他のタッチセンシティブデバイスが含まれるが、解釈ソフトウェアなどを含む。
【００４７】
上述の説明および請求項において、”少なくとも１つ”または”１または複数”のような語句が続き、構成要素または機能の結合リストが続くことがある。”および／または”という用語は、２つ以上の要素または特徴のリスト内に存在してもよい。明示的または黙示的に使用されている文脈と矛盾しない限り、そのような語句は、列挙された要素または特徴のいずれかを個別に、または列挙された構成要素または特徴のいずれかを、他の列挙された要素または特徴のいずれかと組み合わせて意味するものとする。例えば、”ＡおよびＢの少なくとも１つ”、”ＡおよびＢの１つまたは複数”、および”Ａおよび／またはＢ”は、それぞれ、”Ａ単独、Ｂ単独またはＡおよびＢ一緒”を意味することを意図している。同様の解釈は、３つ以上の項目を含むリストに対しても意図されている。例えば、”Ａ、Ｂおよび／またはＣの少なくとも１つ”、”Ａ、ＢおよびＣの１つまたは複数”および”Ａ、Ｂおよび／またはＣ”は、それぞれ、”Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢ一緒、ＡとＣ一緒、ＢとＣ一緒、またはＡとＢとＣを一緒に”を意味することを意図している。請求項において”基づいて”という用語を使用することは、言及されていない特徴または要素も許容されるように、”少なくとも部分的に基づく”。
【００４８】
本明細書に記載の主題は、所望の構成に応じて、システム、装置、方法および／または物品に具体化することができる。前述の説明に記載された実施形態は、本明細書に記載された要旨と一致する全ての実施形態を表すものではない。むしろ、それらは、記載された要旨に関連する態様と一致する単なる例に過ぎない。いくつかの変形例を上記で詳細に説明したが、他の修正または追加が可能である。特に、本明細書に記載されたものに加えて、さらなる特徴および／または変形を提供することができる。例えば、上述の実施形態は、開示された特徴の様々な組み合わせおよびサブコンビネーション、および／または上述したいくつかのさらなる特徴の組み合わせおよびサブコンビネーションを対象とすることができる。さらに、添付の図面に示され、および／または本明細書に記載された論理フローは、望ましい結果を達成するために、示された特定の順序または連続的な順序を必ずしも必要としない。他の実施形態は、以下の請求の範囲内にあり得る。
【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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【国際調査報告】
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