本發(fā)明涉及放射治療，尤其涉及一種放射治療設(shè)備、方法和存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、放射治療是癌癥的主要治療手段之一，圖像引導(dǎo)放射治療（igrt）技術(shù)通過在治療前或治療中獲取患者影像，以糾正分次治療間或分次治療內(nèi)的擺位誤差和腫瘤變化，已成為保證治療精度的關(guān)鍵。目前，主流的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)主要分為兩類：一類是集成在治療機(jī)架上的錐形束ct（cbct），受限于平板探測器和錐形束重建算法，其圖像質(zhì)量，特別是ct值的準(zhǔn)確性和軟組織對比度，遠(yuǎn)低于診斷級ct，難以滿足基于當(dāng)日影像制定或調(diào)整治療計劃的自適應(yīng)放療需求；另一類是在治療室內(nèi)獨(dú)立安裝的診斷級扇形束ct，雖然其圖像質(zhì)量高，但需要患者在治療床與ct掃描儀之間轉(zhuǎn)移，不僅引入了額外的擺位誤差風(fēng)險，還顯著增加了治療室的占地面積和建設(shè)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種放射治療設(shè)備、方法和存儲介質(zhì)，以解決放射治療系統(tǒng)中成像質(zhì)量低、治療精準(zhǔn)度差與設(shè)備空間效率低等技術(shù)問題。
2、本發(fā)明提供的一種放射治療設(shè)備，包括：
3、治療機(jī)架，其上設(shè)置有放射治療組件，用于提供治療束；
4、治療床，其配置為能夠承載患者并將其定位至預(yù)設(shè)的影像采集位置；
5、掃描成像系統(tǒng)，設(shè)置于所述治療機(jī)架上，其包括：
6、掃描環(huán)，所述掃描環(huán)配置為能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，其上設(shè)置有用于執(zhí)行掃描成像的掃描成像組件；
7、移動機(jī)構(gòu)，連接所述掃描環(huán)與所述治療機(jī)架，所述移動機(jī)構(gòu)配置為驅(qū)動所述掃描環(huán)至少在一影像采集位置與一待機(jī)位置之間移動；
8、其中，所述掃描環(huán)在所述影像采集位置時，影像等中心點(diǎn)與治療等中心點(diǎn)一致或具有預(yù)設(shè)的固定偏差，所述掃描環(huán)在所述待機(jī)位置時，其整體位于所述治療束的照射路徑之外。
9、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述移動機(jī)構(gòu)包括：
10、導(dǎo)軌，固定安裝于所述治療機(jī)架上，其延伸方向平行于所述治療機(jī)架的軸線方向；
11、移動支臂，其一端與所述掃描環(huán)固定連接，另一端與所述導(dǎo)軌滑動連接。
12、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述移動機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動件與傳動件，所述驅(qū)動件通過所述傳動系統(tǒng)驅(qū)動所述移動支臂沿所述導(dǎo)軌運(yùn)動。
13、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述掃描環(huán)包括：
14、定子環(huán)，與所述移動機(jī)構(gòu)連接；
15、轉(zhuǎn)子環(huán)，通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝于所述定子環(huán)內(nèi)，所述掃描成像組件安裝于所述轉(zhuǎn)子環(huán)上，并隨所述轉(zhuǎn)子環(huán)相對于所述定子環(huán)高速旋轉(zhuǎn)。
16、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述掃描成像組件包括相對設(shè)置的x射線球管與扇形探測器。
17、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述掃描成像組件還包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子環(huán)上的高壓發(fā)生器，所述高壓發(fā)生器為所述掃描成像組件供電。
18、于本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被配置為：
19、控制所述治療床將患者定位至所述影像采集位置；
20、控制所述移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述掃描環(huán)至所述影像采集位置；以及
21、控制所述掃描環(huán)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，并同步控制所述移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述掃描環(huán)沿所述治療機(jī)架與所述掃描環(huán)的軸線方向移動，以完成螺旋ct掃描。
22、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)還被配置為在完成所述螺旋ct掃描后，控制所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述掃描環(huán)移動至所述待機(jī)位置，并啟動所述放射治療組件，對位于所述治療等中心點(diǎn)的患者靶區(qū)進(jìn)行照射治療。
23、本發(fā)明還提出一種用于放射治療設(shè)備的掃描成像系統(tǒng)，包括：
24、掃描環(huán)，所述掃描環(huán)配置為能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，其上設(shè)置有用于執(zhí)行掃描成像的掃描成像組件；
25、移動機(jī)構(gòu)，與所述掃描環(huán)連接，用于驅(qū)動所述掃描環(huán)作為一整體沿一平行于所述掃描環(huán)旋轉(zhuǎn)軸線的直線方向移動；
26、其中，所述移動機(jī)構(gòu)被配置為驅(qū)動所述掃描環(huán)沿所述掃描環(huán)至少在一位于治療束路徑之外的待機(jī)位置與一影像采集位置之間移動。
27、本發(fā)明還提出一種放射治療方法，包括：
28、預(yù)先獲取并存儲掃描成像系統(tǒng)的影像坐標(biāo)系與放射治療組件的治療坐標(biāo)系之間的固定系統(tǒng)偏差；
29、將承載患者的治療床移動至預(yù)設(shè)的影像采集位置；
30、控制移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動掃描環(huán)沿治療機(jī)架與掃描環(huán)的軸線方向移動至所述影像采集位置；
31、所述治療床保持固定，所述掃描環(huán)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時沿所述治療機(jī)架與所述掃描環(huán)的軸線方向移動，或所述掃描環(huán)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時所述治療床沿所述治療機(jī)架與所述掃描環(huán)的軸線方向移動，從而對患者進(jìn)行螺旋ct掃描，并獲取ct影像；
32、基于所述ct影像與治療計劃影像的配準(zhǔn)結(jié)果，并結(jié)合所述固定系統(tǒng)偏差，計算出用于校正患者位置的總校正量；
33、基于所述總校正量移動所述治療床，將患者靶區(qū)定位至治療等中心；
34、驅(qū)動所述掃描環(huán)移動至待機(jī)位置，并對定位后的患者進(jìn)行放射治療。
35、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述預(yù)先獲取并存儲掃描成像系統(tǒng)的影像坐標(biāo)系與放射治療組件的治療坐標(biāo)系之間的固定系統(tǒng)偏差包括：
36、使用校準(zhǔn)模體測量所述影像坐標(biāo)系的原點(diǎn)與所述治療坐標(biāo)系的原點(diǎn)之間的空間偏差，該空間偏差以六維向量v0表示；
37、將所述六維向量v0存儲在控制系統(tǒng)中。
38、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述基于所述ct影像與治療計劃影像的配準(zhǔn)結(jié)果，并結(jié)合所述固定系統(tǒng)偏差，計算出用于校正患者位置的總校正量包括：
39、將掃描重建的三維ct影像與治療計劃影像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到表征患者實(shí)際擺位與計劃位置差異的六維偏差向量v1；
40、將所述六維偏差向量v1與所述固定系統(tǒng)偏差的六維向量v0進(jìn)行合成運(yùn)算，得到用于控制治療床移動的總校正向量v2。
41、于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述驅(qū)動所述掃描環(huán)移動至待機(jī)位置，并對定位后的患者進(jìn)行放射治療包括：
42、在完成位置校正后，控制所述治療機(jī)架旋轉(zhuǎn)至計劃的治療角度；
43、當(dāng)治療機(jī)架到達(dá)目標(biāo)角度后，控制所述放射治療組件對患者進(jìn)行照射。
44、本發(fā)明還提出一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的放射治療方法。
45、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的放射治療設(shè)備、方法和存儲介質(zhì)，通過集成可軸向移動的診斷級扇形束ct，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的影像引導(dǎo)，從而獲得具有高分辨率、高對比度和準(zhǔn)確ct值的診斷級圖像，為精準(zhǔn)擺位驗(yàn)證和在線自適應(yīng)放療的劑量計算提供了可靠的影像基礎(chǔ)；
46、通過掃描環(huán)在影像采集位置與待機(jī)位置間的移動，既保護(hù)了ct組件免受輻射損傷，提升了系統(tǒng)的長期可靠性，又避免了機(jī)械結(jié)構(gòu)對治療束的散射，確保了劑量投遞的純凈度與準(zhǔn)確性，還釋放了治療機(jī)架孔洞的物理空間，可以適應(yīng)共面治療和非共面治療的需求，使得治療床能夠?qū)崿F(xiàn)更大角度的擺位，為復(fù)雜的非共面治療提供了充分的運(yùn)動空間；
47、通過掃描環(huán)自身的移動與旋轉(zhuǎn)配合實(shí)現(xiàn)掃描，能夠消除因治療床移動帶來的誤差，為影像配準(zhǔn)和靶區(qū)定位建立了極其穩(wěn)定的幾何基準(zhǔn)，有效提升擺位校正精度；
48、通過一體化的集成設(shè)計，優(yōu)化了治療流程并節(jié)約了空間，避免了患者在設(shè)備間的轉(zhuǎn)移，減少了中間環(huán)節(jié)的誤差，并顯著縮小了治療室的占地面積，降低了建設(shè)和運(yùn)營成本；
49、本發(fā)明通過上述技術(shù)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了放射治療在精度、效率與功能上的全面提升，為高效的在線自適應(yīng)放療提供了完整的技術(shù)基礎(chǔ)，極大地提升了治療的個體化水平和臨床效益。