一種輻射治療系統(1)，包括：超聲(US)成像單元(2)、配準單元(30)、US運動單元(44)、以及實時劑量計算引擎(46)。所述超聲(US)成像單元(2)生成對象身體(4)區域的基線和實時US圖像(3)，所述對象身體(4)區域包括靶和一個或多個危及器官(OAR)。所述配準單元(30)可變形地配準規劃圖像(32)與所述基線US圖像(36)，并將所述規劃圖像(32)中的組織的輻射吸收性質映射(66)到所述基線US圖像(36)。所述US運動單元(44)基于所述實時US圖像在輻射治療處置期間測量所述靶體積和OAR的運動。所述實時劑量計算引擎(46)基于從所述基線或規劃圖像映射到所述實時3D US圖像(3)的所述組織輻射吸收性質，計算遞送到所述組織的實時輻射劑量。

技術領域

以下總體涉及輻射治療和醫學成像。其具體結合輻射治療實時劑量計算和三維實時超聲成像而應用，并將尤其參考該應用進行描述。然而，將理解，本發明也應用于其他使用場景，并且不必須被限制到前述應用。

背景技術

輻射治療(RT)識別并遞送輻射以殺死靶區中的癌細胞，同時保留圍繞靶區并且包括危及器官(OAR)的正常細胞。針對RT的規劃過程對分成部分的劑量或隨時間的劑量的輻射的遞送進行規劃。分成部分的處置改進了對癌細胞的破壞率，并且允許正常細胞恢復。規劃過程是確定輻射束的大小、形狀、方向和持續時間，以將最大劑量精確遞送到靶區，同時使對OAR的暴露最小化的詳細過程。在對規劃劑量的計算中考慮在每個輻射束的路徑中的不同組織密度(例如骨、軟組織和器官組織)。通常，計算機斷層攝影(CT)X-射線圖像被用于評價各個輻射路徑中的不同組織密度，并提供衰減信息。CT圖像能夠提供高分辨率并且包括對應于組織密度的對比度。

在RT處置期間使用諸如線性加速器(LINAC)的設備遞送通過RT規劃形成的規劃，以在定時的持續時間遞送具有選擇的形狀和大小的來自不同方向的輻射的射束。在RT遞送中的最近改進包括在RT遞送期間利用超聲(US)對靶區的識別。US使用高頻聲波以提供實時圖像，并且該高頻聲波不干擾并行的輻射處置束，或者相反輻射束不干擾US成像。通過機械臂將發送并接收聲音的US探頭或換能器保持在相對于患者的身體的恰當位置處。US通過相對于任意輻射束的投影路徑，識別在患者的身體內部的靶，改善了靶向性。其他方法包括在前列腺(或其他靶)中使用植入的基準物(例如利用US成像可見的種子)、熒光檢查或其他實時/機載成像，以改善靶向性。醫療保健從業者監視通常被疊加在US或規劃圖像上的投影路徑，并且能夠中斷處置，或者通過移動患者支撐體或約束患者的臥榻來調節患者位置。由RT規劃軟件記錄和評價圖像，并且醫療保健從業者在下一分成部分的處置中做出任意調節。

然而，患者組織在處置遞送期間(例如由于心臟或呼吸運動而)移動?；颊哂袝r會咳嗽、打噴嚏或排氣，這可能短暫地改變靶、周圍組織和或OAR的位置，將靶移出或將OAR移入輻射束的路徑，等。目前的技術并不監測或計算在RT處置期間遞送到靶區、周圍組織、OAR的實際劑量，這意味著在分成部分的處置中健康組織可能超劑量或者靶區劑量不足。在處置遞送期間不跟蹤體積數據。在分次處置之間執行分析、劑量計算或評價。

發明內容

以下公開一種在RT中的新的且改進的實時自適應劑量計算，其解決了上述問題及其他問題。

根據一個方面，一種輻射治療系統就，包括：超聲(US)成像單元、配準單元、US運動單元、以及實時劑量計算引擎。所述超聲(US)成像單元生成對象身體區域的基線US圖像和實時US圖像，所述對象身體區域包括靶和一個或多個危及器官(OAR)。所述配準單元可變形地配準規劃圖像與所述基線超聲(US)圖像，并將所述規劃圖像中的組織的輻射吸收性質映射到所述基線US圖像。所述US運動單元基于所述實時US圖像來在輻射治療處置期間測量所述靶體積和OAR的運動。所述實時劑量計算引擎基于所映射的組織輻射吸收性質和所述實時3D US圖像來計算遞送到所述組織的實時輻射劑量。