[发明专利]用于校准和控制准直器叶片的系统和方法

说明书

公开了用于校准和控制多叶片准直器的叶片的系统和方法。根据示例性方法，控制器可以接收准直器叶片的图像，并且可以确定成像标记与相应的叶片的端部之间的微小偏移。另外，控制器可以量化与叶片成像摄像装置相关联的桶形失真效应。控制器可以使用微小偏移和桶形失真量化来校正叶片位置数据，并且可以使用经校正的叶片位置来在放射疗法期间精确地放置叶片。有利地，可以利用叶片形成期望的束成形窗，确保使照射健康组织最小化，同时还确保目标组织接收正确的辐射剂量。本公开内容的实施方式提供了可以比现有的校准技术更快的准直器校准技术，允许缩短的校准时间和更快的放射疗法阶段。

技术领域

本公开内容总体上涉及放射疗法系统的多叶片准直器。更具体地，本公开内容涉及用于校准和控制多叶片准直器的叶片的移动的系统和方法。

背景技术

放射疗法用于通过用电离辐射照射组织来治疗癌症和其他疾病。放射疗法系统生成辐射束(例如电子、质子、离子等)，并且将该束朝向诸如肿瘤的目标部位引导。为了将辐射集中在目标部位处并且使对健康的周围组织的辐射最小化，放射疗法系统通常还包括束成形装置，例如多叶片准直器(MLC)。MLC包括并排布置的多排细长叶片，并且由诸如钨的辐射屏蔽材料构成。每个叶片可以独立地移动至辐射的路径中并且可以独立地移动出辐射的路径以阻挡一部分束。通过布置准直器叶片，MLC可以用于使辐射束成形，以便将剂量聚焦在目标组织上。

考虑到精确控制束形状的重要性，已经开发了用于校准准直器叶片的位置的技术。例如，一些基于辐射的校准技术利用X射线胶片或点剂量计来确认叶片形成所期望的辐射束形状。然而，这种技术可能是耗时的，并且经常提供实际束几何形状的不良指示。其他校准技术包括使用激光束和光学检测器来确定MLC叶片何时到达限定的校准位置。然而，该技术可能不能为所有的叶片形状配置提供叶片位置的精确指示。更进一步的校准技术包括用摄像装置在叶片上成像光学标记，并且使用检测到的光学标记的位置来确定叶片的位置。然而，摄像装置的透镜可能使标记的图像失真，这意味着可能需要额外的校准步骤以提供叶片位置的精确确定。这种失真的程度对于每个透镜是不同的，并且每次对摄像装置进行调整时都可能变化；因此，针对一个摄像装置开发的失真校正技术可能不适用于其他摄像装置或者不适用于维修后的相关摄像装置。另外，因为光学标记是手动放置在准直器叶片上的，所以标记与叶片端部之间的距离(被称为“微小偏移”的距离)对于每个叶片是不同的。现有的MLC不能简单地用摄像装置测量微小偏移，这是因为叶片对于摄像装置是不可见的。由于这些原因，现有的准直器系统可能需要计算密集且耗时的校准步骤，以确保在放射疗法期间正确地放置准直器叶片。

因此，仍然需要用于通过使由摄像装置透镜引起的叶片图像的失真最小化并且通过以更及时的方式精确地测量和考虑叶片的微小偏移来精确地监视准直器叶片位置的改进技术。本公开内容提供了用于生成准直器叶片的未失真图像以及使用最少数目的测量来精确测量微小偏移的系统和方法，使得可以确定叶片的真实位置，而不会对机器设置过程增加过多的校准时间。因此，在放射疗法期间可以甚至更精确地放置叶片，使得可以实现期望的束几何形状，并且可以减少用于执行校准所需的时间。

发明内容

本文中公开了用于校正由叶片成像摄像装置的透镜引起的准直器叶片的图像的失真以及用于精确地测量准直器叶片的微小偏移的系统和方法。本内容的特定示例可以使得能够进行准直器叶片的位置的精确确定，从而提供叶片的更准确定位以在放射疗法期间使辐射束成形。