放射疗法中的碰撞避免的制作方法

1.本发明总体上涉及放射疗法，具体地，涉及放射疗法中的碰撞避免。


背景技术：

2.放射疗法使用电离辐射来治疗人体或动物体。具体地，放射疗法常用于治疗体内的肿瘤。在这样的治疗中，通过电离辐射来照射形成肿瘤部分的细胞，以便破坏或损坏细胞。然而，为了将规定剂量的电离辐射施加到目标位置或目标区域(例如肿瘤)，电离辐射通常也将穿过身体的健康组织。
3.现代放射疗法治疗使用一些技术来减少对健康组织的辐射剂量，从而提供安全的治疗。例如，一种使目标区域周围的健康组织所接收的辐射剂量最小化的方法是从多个不同角度将辐射引向目标区域，例如通过使用旋转台架围绕患者来旋转辐射源。在这种情况下，施加辐射的角度选择成使得各个辐射束穿过目标区域。这样，在辐射源旋转通过特定角度的治疗实施过程中，可以在目标区域处积累累积的辐射剂量。然而，由于从多个不同的角度施加辐射，因此无法在健康组织中积累相同的、高的累积辐射剂量，因为辐射所穿过的特定健康组织随着角度而变化。因此，单位体积的健康组织接收相对于单位体积的目标区域减少的辐射剂量。
4.然而，从多个不同角度施加辐射需要辐射源的移动和/或患者的移动(例如通过移动患者支撑物)。另外，由于放射疗法治疗可能具有秒或分钟量级的持续时间，因此患者在放射疗法治疗期间可以相对于患者支撑物移动。有各种原因导致患者可能在放射疗法治疗期间或之前立即移动。患者的大幅度或大尺度移动可能包括患者移位或坐起。患者的不连续移动可能包括患者咳嗽或打喷嚏。在一些情况下，大尺度移动可对应于不连续移动。患者也可能进行周期性的生理移动(例如呼吸)。
5.由于几何学和剂量测定的考虑，通常期望放射疗法设备的部件紧密接近患者。由于这一点，以及由于放射疗法设备和/或患者的移动，可能的情况是患者和放射疗法设备的部件在放射疗法治疗期间可能碰撞和/或放射疗法设备的不同部件可能彼此碰撞。这可能对患者和/或放射疗法设备造成损害。这样的碰撞也可能由于对放射疗法治疗的关联中断而导致放射疗法应用的延迟和/或放射疗法的不准确应用。
6.在一些现有方法中，使用接触防护装置来避免患者与放射疗法设备的部件直接碰撞。这样的接触防护装置可以装配在放射疗法设备的部件上，使得在患者与接触防护装置之间而不是在患者与放射疗法设备本身的部件之间发生碰撞。然而，这样的碰撞仍然可能对患者、接触防护装置和/或放射疗法设备造成损害，特别是在患者和/或放射疗法设备的部件高速移动时。另外，放射疗法设备的一些部件或附件可能不适合被接触防护装置覆盖。
7.在一些现有方法中，可以使用一个或多个相机来在放射疗法治疗期间监测患者和/或患者周围的设备的位置。然而，由于放射疗法设备的部件和/或患者的移动，在放射疗法治疗期间，相机视图中的一者或多者可能变得遮挡。因此，碰撞的避免可能不如所期望的那样有效或可靠。
8.考虑到发生碰撞的风险，调节器可以限制放射疗法设备的部件和/或患者允许移动的速度。这可能延长放射疗法治疗的持续时间。由于患者在更长时间段内移动的机会增加，这也可能导致碰撞发生和实施放射疗法不准确的复合风险。另外，这样的限制可能降低患者的处理量，从而限制了放射疗法设备的高效利用。
9.为了提高放射疗法治疗的安全性和可靠性，改善放射疗法治疗中的碰撞避免将是有利的。增加患者的处理量以提供提高的放射疗法治疗效率也将是有利的。
10.本发明寻求通过在放射疗法中提供改进的碰撞避免来解决现有技术中遇到的这些和其它缺点。


技术实现要素：

11.在权利要求中阐述了本发明。
12.根据一个方面，提供了用于避免受试者与放射疗法设备之间的碰撞的方法，方法包括：在第一时间点使用第一传感器和第二传感器测量用于受试者的第一定位信息；基于第一定位信息确定受试者的空间轮廓；在第二时间点使用第一传感器测量用于受试者的第二定位信息，其中，在第二时间点在第二传感器与受试者之间的视线被遮挡；以及基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间是否预计发生碰撞。
13.根据另外方面，提供了用于与放射疗法设备一起使用的装置，装置包括：第一传感器，其被配置成在第一时间点测量用于受试者的第一定位信息；以及第二传感器，其被配置成在第一时间点测量用于受试者的第一定位信息，其中，第一传感器还被配置成在第二传感器与受试者之间的视线被遮挡的第二时间点测量受试者的第二定位信息，装置还包括：控制器，其被配置成：基于第一定位信息确定受试者的空间轮廓；以及基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间是否预计发生碰撞。
14.根据另外方面，提供了包括计算机可执行指令的计算机可读介质，该计算机可执行指令在由处理器执行时使处理器执行本文所公开的任何方法。
15.根据另外方面，提供了包括本文公开的任何装置部件的放射疗法设备。
附图说明
16.现在参考附图仅以示例的方式描述具体实施例，附图中：
17.图1a至图1b描述了根据本发明的放射疗法设备。
18.图2a描述了根据本发明的传感器和放射疗法设备的布置。
19.图2b至图2d描述了根据本发明的受试者的轮廓。
20.图3a描述了根据本发明的传感器和放射疗法设备的布置。
21.图3b描述了根据本发明的受试者的轮廓。
22.图4描述了根据本发明的用于避免受试者与放射疗法设备之间的碰撞的方法。
具体实施方式
23.在当前公开的方法中，提供了用于避免在放射疗法治疗中发生的碰撞的改进手段。当受试者的视图被遮挡而使得仅受试者的部分定位信息是可用的时，在视图被遮挡之前测量的更完整的定位信息可与部分定位信息组合，以确定受试者是否已移动和/或预计
是否会发生碰撞。可以基于由多个传感器测量的定位信息来确定受试者的空间轮廓。多个传感器中的一者或多者与受试者之间的视线遮挡可以通过推测从其中一个传感器中的不具有到受试者的遮挡视线的视图来补偿。空间轮廓和该传感器的视图可以用于确定受试者是否移动和移动到什么程度和/或受试者与放射疗法设备之间是否预计发生碰撞。如果预计发生碰撞，则可以停止或调整治疗，以便避免发生碰撞。
24.在下文中，提供了用于避免放射疗法中的碰撞的方法、装置和计算机可读介质。该装置可以被配置成执行当前公开的任一方法步骤，并且可以包括计算机可执行指令，当由处理器执行时，计算机可执行指令使得处理器执行当前公开的任一方法步骤。装置被配置成执行的任一步骤可以被认为是本发明的方法步骤，并且可以在用于由处理器执行的计算机可执行指令中具体实施。
25.在下文中，将更详细地参考对患者应用放射疗法，以便提供清楚的解释。所使用的术语“患者”不应被解释成限制本发明的应用。本发明提供了可以用于对任何受试者应用放射疗法的手段。术语“患者”和“受试者”在本文中可互换使用。
26.图1a描述了根据本发明的放射疗法设备。所描述的布置应当被认为提供了放射疗法设备120的一个或多个示例，并且应当理解，其他布置也是可能的，并且可以用于执行本文所描述的方法。该图示出了放射疗法设备120的横截面，该放射疗法设备120包括附接到台架104的辐射源100和检测器102。辐射源100和检测器102可以固定到台架104并且可以与台架一起旋转。台架104可以包括圆形支撑轨道106。辐射源100和检测器102可以彼此直径上相对地布置。
27.图1a还描述了支撑表面110上的受试者108。支撑表面110可以相对于台架104纵向移动(即，远离台架104的平面)，例如用于帮助受试者108的定位。在一些示例中，支撑表面110可以沿着其他平移轴线(例如，在台架的平面中)和/或旋转轴线移动。控制器可以访问支撑表面110的位置和/或移动信息，并且可以使用该信息来避免碰撞。当例如根据治疗计划向受试者108施加辐射时，辐射源100和检测器102可以与台架104一起旋转和/或围绕圆形支撑轨道106旋转，使得它们总是布置成彼此呈180
°
。辐射源100可以从围绕受试者108的各种角度将辐射引向受试者108，以便将健康组织所接收的辐射剂量扩散到健康组织的更大区域，同时在目标区域处积累规定的辐射剂量。如图1a所示，辐射可以在垂直于辐射源100的旋转轴线的平面中发射。因此，辐射可以施加到台架104的中心处的辐射等中心112，而不管辐射源100围绕台架104旋转的角度如何。可以使用准直器(例如多叶准直器)来调整辐射施加的空间轮廓，该准直器布置在由辐射源100发射的辐射束的路径中。
28.在一些示例中，辐射源100和检测器102可以布置在台架104的平面中。在其他示例中，辐射源100和检测器102(以及放射疗法设备120的其他部件)可以从台架104突出。在这样的示例中，这些部件可以布置在距台架104的平面的特定纵向距离处。
29.图1b描述了根据本发明的放射疗法设备的另外视图。图1a可以从放射疗法设备120的纵向端描述放射疗法设备120，而图1b可以从放射疗法设备120的侧面描述放射疗法设备120。换言之，图1b可以描述放射疗法设备120的侧面轮廓。根据图1a中描述的方位，图1a可以描述布置在台架104的平面中的辐射源100和检测器102，或者可以描述从台架104纵向突出的这些部件。然而，图1b描述了放射疗法设备120，其中，辐射源100和检测器102从台架104纵向突出。特别地，辐射源100可以布置在支撑臂114上，该支撑臂可以将辐射源100连
接到台架104。检测器102可以布置在支撑臂116上，该支撑臂可以将检测器102连接到台架104。本发明中描述的方法和装置可应用于上述配置中的每一者。
30.在一些示例中，放射疗法设备120可以包括一个或多个额外面板和/或源和/或检测器。放射疗法设备120可以包括一个或多个成像设备，其可以包括源和检测器。该源和检测器可以固定到台架104和/或可以围绕圆形支撑轨道106旋转，使得它们总是彼此呈180
°
。该源和检测器可以布置在台架104的平面中，或者可以从台架104突出一定纵向距离(例如在额外的支撑臂上突出)。在一些示例中，放射疗法设备120可以是mr(磁共振)直线加速器。如本文所用的，任何上述特征可以被称为放射疗法设备的部件。放射疗法设备120可以包括磁共振(magnetic resonance，mr)成像设备，其可以不包括与mr成像设备的源分离的检测器。
31.治疗实施可以包括例如根据治疗计划旋转辐射源100和由辐射源100施加辐射。在治疗实施中，辐射源100的旋转可经过预定角度。辐射源100可以以连续或大致连续的治疗弧度旋转，和/或可以旋转到多个不连续角度并以多个不连续角度暂停。治疗计划包括针对目标区域的规定剂量(例如，临床规定剂量)。
32.如上所述，放射疗法设备120的一个或多个部件可以在台架104上和/或在圆形支撑轨道106上围绕受试者108移动。替代性地或另外地，支撑表面110可以相对于台架104移动。这些移动可以在放射疗法治疗之前或期间发生，以便将辐射束从一个或多个特定角度引向受试者108。这些角度可以基于治疗计划来确定，该治疗计划可以基于受试者108的不健康组织的定位/分布。替代性地或另外地，受试者108可以相对于支撑表面110移动，因此(通常)相对于放射疗法设备的其他部件移动。
33.基于对可能发生的各种移动的以上描述，应当理解，需要在放射疗法治疗期间监测受试者108和放射疗法设备120的部件的定位，从而需要提供用于避免受试者108与放射疗法设备120的部件之间的碰撞的手段。
34.图2a描述了根据本发明的传感器和放射疗法设备的布置。该图描述了围绕放射疗法设备120布置的传感器。放射疗法设备120可以对应于图1a和/或图1b中描述的放射疗法设备120。图2a可以描述在第一时间点的放射疗法设备120。第一时间点可以在放射疗法治疗开始之前或在放射疗法治疗期间。传感器可以包括一个或多个传感器200、202、204。例如，传感器200、202、204可以包括端部传感器200和一个或多个侧面传感器202、204。应当理解，一些示例可以包括比图2a中描述的更多或更少的传感器200、202、204，并且一个或多个传感器200、202、204可以定位在不同地点和/或以不同方位定位。在一些示例中，可以使用多个传感器。如本文所用的，各个传感器200、202、204可以描述为第一传感器、第二传感器或第三传感器。各个传感器200、202、204可以包括多个子传感器。这样的子传感器可以是不同类型的。换言之，子传感器可测量不同的物理量，或者可测量不同范围的物理量(例如，不同的波长范围)。替代性地或另外地，这样的子传感器可提供来自稍微不同地点的测量和/或可在子传感器的错误或故障的情况下提供冗余。
35.如图2a所述，传感器200可以具有到受试者108的视线210。传感器202可以具有到受试者的视线212。传感器204可以具有到受试者108的视线214。如本文所用的，术语“视线(line of sight)”可以与术语“视图(view)”互换使用。这些术语可以用于指示未遮挡(例如完全未遮挡或至少部分未遮挡)的受试者108的视图。例如，如果可通过传感器200、202、
204观察受试者108的至少预定比例，或者如果可通过传感器200、202、204在至少预定距离或角度范围内观察受试者108，则传感器200、202、204可具有到受试者108的视线210、212、214。
36.端部传感器200可以布置成与支撑表面110和/或受试者108近似齐平(即，在与其相同的竖直高度处)或高于支撑表面110和/或受试者108(即，在比其更高的竖直高度处)，并且指向支撑表面110和/或受试者108。换言之，端部传感器可以沿着放射疗法设备120(例如，放射疗法设备120的台架104)的中心轴线布置，并且可以指向放射疗法设备120。因此，虽然当在图2a中描述的平面中观察时，可能看起来视线210被检测器102遮挡，但是由于端部传感器200可以布置成与支撑表面110和/或受试者108齐平或高于其，所以视线210不应被认为被检测器102遮挡。换言之，当从图1b的方位观察时，端部传感器120可以布置在图1b的右侧。端部传感器120可以布置在与受试者108或支撑表面110近似相同的高度处，或者可以布置在比支撑表面110或受试者108更低或更高的竖直高度处，以便分别提供受试者108的向上或向下视图。优选地，端部传感器120布置在比支撑表面110更高的高度处，以便提供受试者108和/或支撑表面110的改善的视图。
37.侧面传感器202、204可以布置在放射疗法设备120的侧面。例如，当从图2a中描述的方位观察时，侧面传感器202可以布置在放射疗法设备120的左侧上。类似地，当从图2a中描述的方位观察时，侧面传感器204可以布置在放射疗法设备120的右侧上。各个侧面传感器202、204可以指向受试者108。侧面传感器可以布置成与支撑表面110和/或受试者108齐平(即，在与其相同的竖直高度处)，或者可以布置在比支撑表面110和/或受试者108更低或更高的竖直高度处，以便分别提供受试者的向上或向下视图。在一些示例中，侧面传感器202、204可以布置在沿着支撑表面110和/或受试者108的长度的大约一半。侧面传感器202、204可以相对于放射疗法设备侧向地布置(例如，可以布置在台架104的平面中)并且指向放射疗法设备。侧面传感器202、204的焦点可以与放射疗法设备120的辐射等中心112重合。
38.侧面传感器202、204可以布置在与源100和检测器102相同的平面中。这可以是辐射源100和检测器102从台架104纵向突出(例如突出在支撑臂上)的示例中的情况。在辐射源100和检测器102布置在与台架104相同的平面中的示例中，侧面传感器202、204可以布置在距台架104的特定纵向距离处。在这样的示例中，当支撑表面110从台架104的孔中撤回(即，未插入)时，侧面传感器202、204可以仅具有到受试者108的未遮挡的视线212、214。在这些示例中，第一时间点可以在放射疗法治疗开始之前。在这些示例中，在第二时间点(即在放射疗法治疗期间)，可以总是遮挡侧面传感器202、204的视图。
39.在一些示例中，侧面传感器202、204可以固定到其中布置放射疗法设备120的房间的天花板或墙壁。在其他示例中，侧面传感器202、204可以是独立的和/或固定到放射疗法设备120和/或固定到支撑物。
40.在一些示例中，传感器200、202、204中的一者或多者可以是相机。这样的相机可以被配置成在可见光波长范围和/或红外波长范围内进行测量。替代性地或另外地，传感器200、202、204中的一者或多者可以是lidar(激光雷达)传感器，其可以通过用脉冲激光照射目标并用传感器测量反射的光脉冲来测量到受试者208的各部分的距离。替代性地或另外地，可以使用本领域已知的任何其他成像或距离测量手段。
41.图2b描述了根据本发明的受试者的轮廓。该图可以描述对应于图2a所示的布置的
在第一时间点的受试者108。在图2b中，受试者108(使用虚线描述)被描述为倚靠在支撑表面110上。应当理解，受试者108的其他布置是可能的。图2b中描述的视图可以是来自传感器200的视图(即，其可以描述端部轮廓)。传感器200可以观察受试者108的最大程度延伸的轮廓220。换言之，传感器200可以用于确定受试者108从支撑表面110的最大延伸点。最大程度延伸的轮廓220可以包括由控制器例如基于患者的定位的不确定性和/或基于患者在阈值距离以下的移动而确定的缓冲或余量。
42.图2c描述了根据本发明的受试者108的轮廓。该图可以描述对应于图2a和图2b所示的布置的在第一时间点的受试者108。在图2c中，受试者108的位置(使用虚线描述)可以对应于图2b所示的位置。图2c中描述的视图可以是来自传感器202的视图(即，其可以描述侧面轮廓)。传感器202可以观察受试者108的最大程度延伸的轮廓230。换言之，传感器202可以用于确定受试者108从支撑表面110的最大延伸点。
43.图2d描述了根据本发明的受试者的轮廓。该图可以描述对应于图2a、图2b和图2c所示的布置的在第一时间点的受试者108。在图2d中，受试者108的位置(使用虚线描述)可以对应于图2b和图2c所示的位置。图2d中描述的视图可以是来自传感器204的视图(即，其可以描述侧面轮廓)。传感器204可以观察受试者108的最大程度延伸的轮廓240。换言之，传感器204可以用于确定受试者108从支撑表面110的最大延伸点。
44.如将理解的，最大程度延伸的轮廓240可以对应于最大程度延伸的轮廓230，但是可以来自受试者108的相对侧。这在图2d中通过与图2c中描述的方位相反的描述的方位来表示。受试者可以是纵向近似对称的。可以不需要/不使用传感器202、204中的一者，并且可以使用受试者的对称性来推测从最大程度延伸的轮廓230到最大程度延伸的轮廓240(反之亦然)。
45.最大程度延伸的轮廓220、230、240可以从不同方位提供患者的定位信息。定位信息可以是包括位置信息和/或形状信息的几何信息。如本文所用的，在第一传感器和第二传感器被描述为测量定位信息的情况下，这可以用来指示第一传感器测量第一定位信息的第一部分并且第二传感器测量第一定位信息的第二部分。第一定位信息的第一部分和第一定位信息的第二部分可以被共同描述为第一定位信息。第一定位信息的第一部分可以至少部分地与第一定位信息的第二部分重叠。可以基于最大程度延伸的轮廓220、230、240来确定受试者108的空间轮廓。空间轮廓可以是三维的(例如体积轮廓)。这通过从不同方位获得的最大程度延伸的轮廓220、230、240来实现。这些测量可以组合，以提供三维信息。这可以至少部分地基于传感器200、202、204相对于放射疗法设备120的已知位置和方位来计算。空间轮廓可以包括患者的身体轮廓。在一些示例中，身体轮廓还可以包括患者定位设备(例如支撑表面110)的部分。在一些示例中，可以将空间轮廓与参考空间轮廓进行比较，以确定受试者108是否处于预期治疗位置。这可以帮助实现准确的患者设置。在一些示例中，可以基于在放射疗法治疗期间基于已知治疗计划是否预计发生碰撞来导出和/或调整预期治疗位置。
46.在一些示例中，可以仅使用最大程度延伸的轮廓220和230或仅使用最大程度延伸的轮廓220和240来确定空间轮廓。可以使用通信地联接到传感器的控制器来确定空间轮廓。空间轮廓可以包括受试者108在第一时间点的定位和/或位置。例如，可以基于在放射疗法治疗开始之前测量的定位信息来确定空间轮廓。替代性地，可以基于在放射疗法治疗期
间测量的定位信息来确定空间轮廓。
47.控制器可以通信地联接到传感器200、202、204中的一者或多者和/或放射疗法设备120的一个或多个部件。控制器可以包括或被描述为计算设备或处理器。控制器可以被配置成接收受试者108和/或放射疗法设备120的部件的定位信息。控制器可以是能够执行指定放射疗法设备及其部件要采取的动作的指令集(顺序的或以其他方式)的任何机器，如本文所述。在一些示例中，控制器可以包括放射疗法设备120的部分。在其他示例中，控制器可以布置和/或操作在功能上和/或物理上与放射疗法设备120分离的设备中。
48.图3a描述了根据本发明的传感器和放射疗法设备的布置。图3a中描述的传感器200、202、204和放射疗法设备120可以对应于如图2a中描述的这些元件。图3a可以描述在第二时间点的这些元件，该第二时间点可以是在第一时间点之后的时间。例如，第二时间点可以在放射疗法治疗期间和/或在放射疗法治疗期间比第一时间点更晚的时间。
49.如图3a所述，在第二时间点，源100和检测器102可能已经围绕台架104和/或圆形支撑轨道106旋转。因此，侧面传感器202的视线212可能被辐射源100阻挡。侧面传感器204的视线214可能被检测器102阻挡。在其他示例中，取决于源100和检测器102的旋转角度，侧面传感器202的视线212可能被检测器102阻挡和/或侧面传感器204的视线214可能被辐射源100阻挡。在其他示例中，侧面传感器202、204中的一者或多者的视线212、214可能被放射疗法设备120的其他部件(例如成像设备的源和/或检测器)遮挡。这样的成像设备可以包括：x射线成像器，其包括位于受试者108任一侧的源和检测器；和/或mr成像器，其包括磁体和检测线圈。x射线成像器可以包括mv(巨电压)成像器，其包括与治疗束头中的辐射源100对应的源和在受试者108的与治疗束头呈180
°
的相对侧上的mv面板。kv x射线成像器可包括kv(千伏电压)成像器，其包括相对于治疗束头处于固定相对位置的kv辐射源和在受试者108的与kv辐射源相对的一侧的kv检测器。在一些布置中，可能仅阻挡/遮挡传感器202、204中的一者。例如，传感器202和传感器204可以定位在不同的水平(即，不同的竖直高度)，使得传感器202和204中的仅一者的视线212、214被阻挡/遮挡，源100和检测器102分开180
°
。在辐射源100和检测器102处于与台架104相同的平面的一些示例中，视线212和/或视线214可以在第二时间点被台架104阻挡/遮挡。
50.在图3a所示的布置中，传感器202、204的视线212、214中的一者或两者可能被遮挡。换言之，传感器202和/或传感器204可能不具有受试者108的视图。如将理解的，这可能使得避免受试者108与放射疗法设备120之间的碰撞更加困难和/或更加不可靠。例如，受试者108的移动可能不被传感器202、204识别，或者可能不被如所期望的那样准确地识别。
51.图3b描述了根据本发明的受试者108的轮廓。该图可以描述对应于图3a所示的布置的在第二时间点的受试者108。图3b中的受试者108的描述可以类似于图3a中的受试者的描述。然而，在图3b中，受试者108(使用虚线描述)可能已经相对于图2b(以及图2c和图2d)中描述的受试者108的定位/位置移动。在图3b所示的示例中，受试者108可能已经移动到坐姿位置，或者在倚靠位置与坐姿位置之间移动。应当理解，其它移动(例如患者的肢体或头部的移动)也在本发明的范围内。
52.传感器200可以观察受试者108的最大程度延伸的轮廓320。即使在辐射源100和检测器102布置在与台架104相同的平面中的示例中，传感器200仍然可以基于沿着放射疗法设备120的纵轴(例如，沿着放射疗法设备120的孔向下)的视线210来测量受试者108的定位
信息(即，可以确定最大程度延伸的轮廓320)。
53.在一些示例中，成像系统可以固定到支撑表面110，并且可以围绕受试者108旋转，以获取3d(三维)图像。在这样的示例中，成像系统的一个或多个部件和/或其支撑结构可能遮挡传感器202、204中的一者或多者的视线212、214。然而，端部传感器200的视线210可能不被成像系统或其支撑结构遮挡。
54.在一些示例中，受试者108的移动可能减小受试者的最大程度延伸的轮廓320的体积。如果最大程度延伸的轮廓320在所有点处(或至少在指定的点的子集处)都在先前的最大程度延伸的轮廓220内，则控制器可以确定预计没有碰撞并且可以不继续进一步的分析。这可以减少不必要的处理并提高控制器的效率。
55.在第二时间点，由于视线212、214中的一者或两者被遮挡，与图2c和/或图2d的视图对应的视图可能是不可用的。因此，可能无法如期望的那样准确地确定受试者108的位置。例如，可能无法仅使用最大程度延伸的轮廓320来在三维中准确地确定受试者108的位置/定位。然而，针对第一时间点的受试者108的位置/定位确定的空间轮廓可以与最大程度延伸的轮廓320一起使用，以确定受试者108的移动。受试者108的移动可以包括受试者108的已经移动的一部分、受试者108或受试者108的一部分已经移动的距离和/或受试者108或受试者的一部分的方位或形状的变化。可能无法单独使用二维视图来确定该三维信息。例如，根据受试者108的位置，可能无法仅基于来自传感器200的视线210来准确地确定受试者在三维中的位置/定位。然而，通过将第一时间点的空间轮廓与第二时间点来自传感器200的视线210组合，可更准确地确定移动。这可以使得即使当传感器202、204中的一者或两者具有遮挡的视线212、214时，也能够在三维中确定受试者108的移动/定位以及预计碰撞。
56.如当前公开的最大程度延伸的轮廓220、230、240、320中的一者或多者可以包括受试者108的最大程度延伸的轮廓，并且可以或可以不额外地包括支撑表面110的最大程度延伸的轮廓。在一个或多个最大程度延伸轮廓220、230、240、320不额外包括支撑表面110的最大程度延伸轮廓的情况下，支撑表面110的定位信息可以例如对于控制器是可用的，作为已知/输入到控制器的放射疗法设备120的部件的尺寸和位置的一部分。
57.基于受试者108的移动，可以确定在受试者108与放射疗法设备120之间是否预计发生碰撞。可以响应于确定在受试者108与放射疗法设备120之间预计发生碰撞来调整放射疗法治疗。在一些示例中，可以停止放射疗法治疗。换言之，可以停止放射疗法设备120的一个或多个部件的移动。如果支撑表面110处于运动中，则该停止包括停止支撑表面110的移动。在其他示例中，可以减慢、加快或以其他方式改变一个或多个部件(例如源100和/或检测器102)的旋转。这样，可以避免碰撞，但是可以根据更新的治疗计划继续放射疗法治疗。例如，可以降低辐射源100的旋转速率和剂量率。这可以提供更多的时间来对预计的碰撞做出反应，例如通过提供更多的时间来重新定位受试者108和/或进一步调整治疗计划。而且，减慢旋转或平移速率意味着施加相同制动力可以使移动在更短距离内停止(即，停止距离减小)，从而使任何潜在的碰撞损坏最小化。
58.虽然以上解释已经描述了受试者108与放射疗法设备120之间的碰撞，但是还可以使用本发明的方法来确定与其他部件的预计碰撞。例如，可以确定受试者108是否预计与执行放射疗法治疗的房间中的另一部件碰撞，该另一部件例如是桌子或轮椅。
59.放射疗法设备120的尺寸以及放射疗法设备120的各个部件的尺寸可以例如从零
件规格获知。在一些示例中，部件上的一个或多个表示或标识符可以被配置成提供信息或提供到给出部件的尺寸的信息的链接。可以使用任何适当的表示或标识符(例如条形码、rfid(射频)标签、qr(快速响应)码等。这些表示或标识符可以由对应的读取器(例如条形码读取器、rfid跟踪器或相机)读取，该读取器通信地联接到被布置成从表示或标识符提取信息或链接的计算机程序。这可以使得读取器能够检索特定放射疗法设备120的尺寸信息。可以在放射疗法治疗之前确定受试者108的物理特性。例如，可以确定受试者108的空间轮廓。替代性地或另外，可以测量受试者108的身高、质量和/或脂肪含量。关于放射疗法设备120的信息和关于受试者108的信息可以用于生成放射疗法设备120和受试者108的三维模型或模拟。治疗计划或来自其的信息也可送到模型中。例如，治疗计划可以提供关于受试者108(在支撑表面110上)和/或放射疗法设备120的部件的计划移动的信息。例如，治疗计划可以包括源100和检测器102的预定的、时变的定位/角度。
60.使用上述信息，模型可以确定受试者108的任何部分在计划的放射疗法治疗期间是否预计与放射疗法设备120的任何部分碰撞。如果预计发生碰撞，则可以调整受试者108和/或放射疗法设备120的治疗计划和/或定位。可以重新运行模型，直到预计不发生碰撞为止。如果预计不发生碰撞，则可以开始放射疗法治疗。
61.本文讨论的模型和技术还可以用于避免放射疗法设备120的第一部件与放射疗法设备120的第二部件之间的碰撞。例如，这些模型和技术可以用于避免放射疗法设备120的第一部件与支撑表面110之间的碰撞。由于模型可以包括作为时间的函数的各种部件的位置和速度，这可以使得能够实现更准确的碰撞避免，从而可以使得能够实现放射疗法设备的更安全操作。
62.在一些示例中，可以采用自适应放射疗法(adaptive radiotherapy，art)。在这样的示例中，可以在放射疗法治疗期间例如基于由传感器200、202、204进行的测量和/或基于mr成像来更新治疗计划。如上所述，还可以基于预计发生碰撞的确定来更新治疗计划。
63.如上所述，传感器200、202、204可以用于测量受试者108和/或放射疗法设备120的部件的实时定位信息。该实时信息可以馈送到模型中，以提供实时碰撞避免建模以及治疗前碰撞避免建模。例如，虽然可能是基于受试者108的初始位置/定位预计不发生碰撞的情况，但是在受试者108移动之后可能不再是这种情况。可以不断地或间隔地或在放射疗法治疗的预定点重新运行模型，以使用实时信息迭代地确定是否预计发生碰撞。
64.如上所述，本发明使得即使在传感器202、204的视线212、214被遮挡时也能够准确地确定受试者108的三维空间轮廓。在没有这种额外的准确度的情况下，在三维中，受试者108可能与放射疗法设备120的一部分碰撞。替代性地，使用现有方法，可以确定受试者108的移动已经发生，但是可能无法在三维中或以足够的准确度确定受试者108的更新的定位信息。这可能导致放射疗法治疗基于过度谨慎的方法而停止。换言之，受试者108的特定移动可能不会导致碰撞。然而，在没有本发明的方法的情况下可能无法确定这一点，并且放射疗法治疗可能被不必要地停止。然而，使用本发明的方法，可以更准确地区分预计引起碰撞的移动与预计不引起碰撞的移动。这种更高的准确度可以提供更安全且更高效的放射疗法治疗。在确定了预计不引起碰撞的移动的情况下，可以调整放射疗法设备120的一个或多个部件，以确保预期的辐射剂量分布被施加在受试者108内的预期定位处。这可以涉及更新治疗计划。
65.本发明还提供了用于使用被遮挡的传感器202、204的测量的方法。例如，如果传感器204的视线214被检测器102遮挡，则传感器204可能没有受试者108的视图。然而，这并不意味着传感器204的测量无法提供有用的信息。例如，视线214被遮挡的事实可以提供检测器102自身(或源100，或放射疗法设备120的另一部件)的定位信息。传感器204可以提供传感器204与检测器102的背面之间的距离的测量。检测器102的尺寸(例如厚度)可以是已知的并且包括在模型中。给定检测器102的背面的定位和检测器102的厚度，可以确定检测器102的前面的定位。该信息可以馈送到模型中，以便进一步确定是否预计发生碰撞(例如，在受试者108与检测器102的前面之间)。
66.图4描述了根据本发明的用于避免受试者与放射疗法设备之间的碰撞的方法。可以使用本文描述的装置(例如传感器200、202、204中的一者或多者和/或控制器)来执行方法400。
67.在步骤402中，在第一时间点，可以使用第一传感器200和第二传感器202、204测量用于受试者108的第一定位信息。所述第一定位信息的第一部分可以由第一传感器200测量。所述第一定位信息的第二部分可以由第二传感器202、204测量。第一定位信息的第一部分可以提供来自与第一定位信息的第二部分的视点不同的视点的定位信息。第一定位信息可以是由第一传感器200和第二传感器202、204测量的定位信息的组合，即第一定位信息的第一部分和第一定位信息的第二部分的组合。如本文所用的，对受试者108的定位信息的参考可以指受试者108和/或受试者108的各部分的定位、形状、位置和/或方位。
68.在步骤404中，可以基于第一定位信息确定受试者108的空间轮廓。该空间轮廓可以包括受试者108的表面轮廓线(例如三维表面轮廓线)。这可以通过包括来自第一传感器200和第二传感器202、204的测量的第一定位信息来实现。换言之，由于第一传感器200和第二传感器202、204相对于受试者108的不同定位，第一传感器200和第二传感器202、204可以提供不同的视点。可以使用控制器来确定空间轮廓，控制器可以分析、处理和/或组合第一传感器200和第二传感器202、204的测量。
69.在步骤406中，在第二时间点，可以使用第一传感器200测量用于受试者的第二定位信息。在第二时间点，第二传感器202、204与受试者108之间的视线212、214可能例如被放射疗法设备120的部件遮挡。因此，在第二时间点，第二传感器202、204对第二定位信息的测量可能是不可行的。第二时间点可以在第一时间点之后发生，例如在放射疗法治疗中的(稍后)时间，其中在该(稍后)时间，放射疗法设备120的一个或多个部件可能已经相对于第一时间点移动。
70.在步骤408中，可以基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者108与放射疗法设备120之间是否预计发生碰撞。该确定可以由控制器做出。控制器可以包括放射疗法设备120的三维模型，该模型可以提供放射疗法设备120的尺寸和/或定位，其可以根据治疗计划随时间变化。控制器可以包括或访问治疗计划，该治疗计划可以提供放射疗法设备120的部件和/或受试者108在放射疗法治疗期间的计划移动。
71.该确定可以包括基于空间轮廓和第二定位信息确定是否(以及在何种程度上)已经发生受试者108的移动。可能无法仅单独使用二维视图来确定该三维信息。例如，根据受试者108的定位，可能无法仅基于来自传感器200的视线210来准确地确定受试者108在三维中的位置/定位。然而，第一时间点的空间轮廓可以提供受试者108的三维空间信息。这可以
与在第二时间点来自传感器200的视线210组合，以便确定受试者的移动。这可以使得即使当传感器202、204中的一者或两者具有遮挡的视线212、214时也能够在三维中准确地确定移动。所确定的受试者108的移动可以用于确定在受试者108与放射疗法设备120之间是否预计发生碰撞。在其他示例中，可以基于空间信息和第二定位信息直接确定碰撞的确定。
72.该确定可以由控制器执行，该控制器可以使用一个或多个处理算法。例如，控制器可以生成用于受试者108的模型。该模型可以结合受试者108的空间轮廓，该空间轮廓可以提供关于受试者108的外表面的信息(例如受试者108的尺寸)。模型可以包括受试者108或受试者108的部分的移动范围，该移动范围可以是预定的和/或基于标准范围。例如，可以在模型中定义肢体相对于受试者108的其余部分的可能移动范围。在另一示例中，可以在模型中定义受试者108的上半身或脊柱相对于受试者108的骨盆的可能移动范围。在另一示例中，可以在模型中定义受试者108的头部相对于受试者108的其余部分的可能移动范围。应当理解，可以在模型中定义其它可能的移动范围。这些范围可以用于基于空间轮廓和第二定位信息更准确地确定受试者的移动和/或是否预计发生碰撞。
73.基于受试者108在第一时间点的定位，可能不会预计到受试者108与放射疗法设备120之间的碰撞。然而，控制器可以确定受试者108的由于移动而改变的定位是否导致预计受试者108与放射疗法设备120之间的碰撞。
74.响应于确定预计发生碰撞，可以停止或调整放射疗法治疗。例如，可以停止或阻止放射疗法设备120的一个或多个部件的运动。替代性地或另外地，可以改变放射疗法设备120的一个或多个部件的运动，以跟随不同的角度和/或以不同的速度进行。响应于确定预计不发生碰撞，可以继续放射疗法治疗。然而，如果确定受试者108已经移动，则仍然可以改变放射疗法设备120的一个或多个部件的运动，以包括不同的角度和/或不同的速度，以便确保预期的辐射剂量分布被施加到受试者108内的预期定位。
75.如将理解的，可以在第三时间点和随后的时间点进行进一步的测量。可以使用在第三时间点和随后的时间点的这些测量来进行进一步的确定。这些确定可以以与上面参考第一时间点和/或第二时间点描述的方式类似的方式执行。
76.在放射疗法治疗期间可以重复图4所示的方法。例如，在第三时间点，第二传感器202、204的视线212、214可以不因放射疗法设备120的部件的进一步移动而被遮挡。可以基于由第一传感器200和第二传感器202、204在第三时间点测量的定位信息来确定更新的空间轮廓。该更新的空间轮廓可以在随后确定受试者108的移动和/或预计碰撞时代替空间轮廓使用。
77.虽然本文公开的方法以特定的先后顺序呈现，但这不应被认为将方法限制为所呈现的顺序。可以省略或重新排列一个或多个方法步骤。可以以不同的顺序执行各个步骤。可以同时或大致同时地执行各个步骤。在本文中，对大致同时发生的事件的引用可以指在测量不确定性内在时间上至少部分重叠的事件和/或同时发生的事件。
78.本文描述的方法可以在计算机可读介质上具体实施，该计算机可读介质可以是非瞬态计算机可读介质。计算机可读介质可以承载计算机可读指令，这些计算机可读指令布置成在处理器上执行，以便使得处理器进行本文描述的任何或所有方法。
79.如本文所用的术语“计算机可读介质”是指存储用于使处理器以特定方式操作的数据和/或指令的任何介质。这种存储介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易
失性介质可以包括例如光盘或磁盘。易失性介质可以包括动态存储器。存储介质的示例性形式包括软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其它磁性数据存储介质、cd-rom(只读光盘存储器)、任何其它光学数据存储介质、具有一个或多个孔的图案的任何物理介质、ram(随机存取存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦可编程只读存储器)、闪速eprom、nvram(非易失性ram)以及任何其它存储芯片或匣。
80.应当理解，上述描述旨在是说明性的，而不是限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其它实现方式对于本领域技术人员将是显而易见的。尽管已经参考具体示例实现方式描述了本发明，但是将认识到，本发明不限于所描述的实现方式，而是可以在所附权利要求的范围内利用修改和变更来实践。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同物的全部范围来确定。
81.各个条款
82.1.一种用于避免受试者与放射疗法设备之间的碰撞的方法，方法包括：
83.在第一时间点使用第一传感器和第二传感器测量用于受试者的第一定位信息；
84.基于第一定位信息确定受试者的空间轮廓；
85.在第二时间点使用第一传感器测量用于受试者的第二定位信息，其中，在第二时间点在第二传感器与受试者之间的视线被遮挡；以及
86.基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间是否预计发生碰撞。
87.2.根据条款1的方法，包括：基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间预计发生碰撞。
88.3.根据条款2的方法，包括：响应于确定预计发生碰撞，停止放射疗法设备的一个或多个部件的移动。
89.4.根据条款2或3的方法，包括：响应于确定预计发生碰撞，调整放射疗法设备的一个或多个部件的旋转速度和/或旋转角度。
90.5.根据条款2至4中任一项的方法，包括：响应于确定预计发生碰撞，调整放射疗法设备的一个或多个部件的平移速度和/或平移位置。
91.6.根据前述条款中任一项的方法，其中，第一传感器包括与放射疗法设备纵向隔开布置并且指向放射疗法设备的端部传感器。
92.7.根据前述条款中任一项的方法，其中，第二传感器包括相对于放射疗法设备侧向布置并且指向放射疗法设备的侧面传感器。
93.8.根据前述条款中任一项的方法，还包括：使用第三传感器测量第一定位信息和/或第二定位信息，其中，第三传感器是相对于放射疗法设备侧向布置并且指向放射疗法设备的另外的侧面传感器。
94.9.根据前述条款中任一项的方法，其中，第一传感器、第二传感器和第三传感器中的至少一者包括相机。
95.10.根据前述条款中任一项的方法，还包括：生成放射疗法设备和受试者的三维模型。
96.11.根据条款10的方法，还包括：根据在第二时间点在第二传感器与受试者之间的
遮挡视线确定遮挡视线的放射疗法设备的部件的定位，以及基于部件的定位更新三维模型。
97.12.一种用于与放射疗法设备一起使用的装置，装置包括：
98.第一传感器，其被配置成在第一时间点测量用于受试者的第一定位信息；和
99.第二传感器，其被配置成在第一时间点测量用于受试者的第一定位信息，
100.其中，第一传感器还被配置成在第二传感器与受试者之间的视线被遮挡的第二时间点测量用于受试者的第二定位信息，
101.装置还包括：控制器，其被配置成：
102.基于第一定位信息确定受试者的空间轮廓；以及
103.基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间是否预计发生碰撞。
104.13.根据条款12的装置，其中，控制器被配置成基于空间轮廓和第二定位信息确定在受试者与放射疗法设备之间预计发生碰撞。
105.14.根据条款13的装置，其中，控制器被配置成指示响应于确定预计发生碰撞而停止放射疗法设备的一个或多个部件。
106.15.根据条款13或14的装置，其中，控制器被配置成指示响应于确定预计发生碰撞而调整放射疗法设备的一个或多个部件的旋转速度和/或旋转角度。
107.16.根据条款12至15中任一项的装置，其中，控制器被配置成指示响应于确定预计发生碰撞而调整放射疗法设备的一个或多个部件的平移速度和/或平移位置。
108.17.根据条款12至16中任一项的装置，其中，第一传感器包括端部传感器，其被配置成与放射疗法设备纵向隔开布置并且指向放射疗法设备。
109.18.根据条款12至17中任一项的装置，其中，第二传感器包括侧面传感器，其被配置成相对于放射疗法设备侧向布置并且指向放射疗法设备。
110.19.根据条款12至18中任一项的装置，包括第三传感器，其中，第三传感器是相对于放射疗法设备侧向布置并且指向放射疗法设备的另外的侧面传感器。
111.20.根据条款12至19中任一项的装置，其中，第一传感器、第二传感器和第三传感器中的至少一者包括相机。
112.21.根据条款12至20中任一项的装置，其中，控制器被配置成生成放射疗法设备和受试者的三维模型。
113.22.根据条款21的装置，其中，控制器被配置成：从在第二时间点在第二传感器与受试者之间的遮挡视线来确定遮挡视线的放射疗法设备的部件的定位，并且基于部件的定位更新三维模型。
114.23.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，计算机可执行指令在由处理器执行时使得处理器执行根据条款1至11中任一项的方法。
115.24.一种放射疗法设备，包括根据条款12至22中任一项的装置。