A method and system for controlling the location of a component

Abstract

Disclosed herein is a radiotherapy system comprising a motor configured to control a location of a component of a radiotherapy apparatus, one or more sensors configured to determine the location of the component, and at least one controller and a memory. The memory stores a mapping which maps a plurality of voltage values to a plurality of current values, and computer executable instructions which, when executed by the controller, cause the controller to perform a method. The method comprises, in response to receiving an indication that the component should be moved to a target location, providing power to the motor to begin moving the component from a starting location toward the target location. The method comprises, based on an indication from the one or more sensors that the component is located at a first location, wherein the first location is intermediate between the starting location and the target location, adjusting an output of the motor to a fixed voltage value. The method comprises receiving a measurement of a current of the motor while the output of the motor is at the fixed voltage value and retrieving, based on the mapping, a retrieved voltage, wherein the measured current of the motor maps to the retrieved voltage value, and wherein the retrieved voltage value is indicative of a given load on the motor. The method comprises adjusting the output of the motor to the retrieved voltage value such that a speed of the motor is adjusted to a fixed motor speed as the component approaches the target location.

Description

A method and system for controlling the location of a component

[0001] This disclosure relates to a radiotherapy system and associated method, and in particular to a radiotherapy system comprising a motor configured to control the location of a component of a radiotherapy apparatus.Background

[0002] A patient positioning system may be used to position a patient or subject for imaging or treatment by a medical device. An example of such a medical device is a radiotherapy device. Radiotherapy can be described as the use of ionising radiation, such as X-rays, to treat a human or animal body, and radiotherapy commonly used to treat tumours within the body of a patient or subject. Some radiotherapy or imaging devices comprise a source of energy radiation mounted on a rotatable gantry. In such treatments, ionising radiation may be used to destroy or damage cells of a tumour. As part of a radiotherapy treatment plan, it is desirable to deliver a particular dose to a target region in order to irradiate tumour cells while minimising the dose to surrounding areas of healthy tissue. Therefore, accurately and optimally positioning the patient within the medical device ensures that the prescribed dose is delivered to the target region. Patient positioning systems may control the movement of a component of the patient positioning surface such that it can be moved to a target position relative to the rotatable gantry.

[0003] For patient positioning systems, it is known that accurate control over position to be achieved via complex feedback systems that use both the measured speed and position of a component, as well as a motor controller. Such systems are expensive due to the motor controller element. These systems may also be less suitable for higher X-ray environment applications, as the feedback sensor may be damaged by the X-rays. In addition, particular challenges present themselves when the load is variable. This scenario can arise, for example, when the component to be moved forms part of a surface on which a patient will be positioned for treatment. The goal here is to ensure the patient positioning surface moves accurately to an intended location quickly and efficiently. However, patient mass and weight distribution varies significantly between patients, and this presents a challenge when designing a suitable method and system for controlling a component of a patient positioning apparatus.

[0004] Position control may also be achieved via a step motor. However, this arrangement can result in poor torque performance of the motor, particularly when the motor is operating at higher speeds.

[0005] The present invention seeks to address these and other disadvantages encountered in the prior art by providing an improved patient positioning system.Summary

[0006] An invention is set out in the independent claims. Optional features are set out in the dependent claims.

[0007] Figures

[0008] Specific embodiments are now described, by way of example only, with reference to the drawings, in which:

[0009] Figure 1 depicts an exemplary radiotherapy system, according to some embodiments of the present disclosure.

[0010] Figure 2 schematically depicts a patient positioning system, according to the present disclosure.

[0011] Figure 3 depicts a method according to the present disclosure.

[0012] Figure 4 depicts an example graph showing the change in power output over time as a component of a radiotherapy apparatus moves towards a target location.

[0013] Figure 5 depicts an example table of motor current and load, measured at fixed voltage value.

[0014] Figure 6 depicts an example table of motor voltage and load values, measured at a fixed motor speed.

[0015] Figure 7 depicts an example mapping, which takes the form of a look-up-table, comprising current values which map to voltage values.

[0016] Figure 8 depicts a block diagram of a radiotherapy system comprising a computing system, according to some embodiments of the present disclosure.

[0017] Figure 9 depicts a computer program product.Detailed Description

[0018] In overview, and without limitation, the application discloses a patient-positioning system for controlling the journey of a component of a radiotherapy apparatus towards a target location. For example, the component may be a component of a patient positioning apparatus such as a patient positioning surface. In radiotherapy treatment, it is beneficial to be able to adjust the height, angle or position of the patient positioning surface relative to a gantry of the radiotherapy apparatus in order for the radiation to be optimally delivered in line with a radiotherapy treatment plan. Accurate positioning of the surface allows radiation to be accurately delivered, for example to a tumour site, while minimising damage to healthy tissue.

[0019] The application discloses providing power to the motor to begin moving the component from a starting location towards a target location. While the component is not close to the target location, this can be done at reasonably high power and therefore at reasonably high speed. The power output may then be reduced by reducing the motor voltage to a fixed voltage value, when one or more sensors determine that the component is nearing the target location, e.g. when the component is located at a first location between the starting location and the target location. Preferably, adjusting the output of the motor comprises adjusting the voltage of the motor.

[0020] Once the current has stabilised, a measurement of the motor current may be taken at this reduced power output. As the skilled person will appreciate, the measured current value, measured while the motor voltage is held at a fixed value, is indicative of the load present on the component. At this point, a mapping stored in computer memory can be utilised. The mapping is generated during a calibration phase, and maps current values to voltage values. The mapping can be used to map the measured current value to a suitable voltage value for ensuring the component is moved at a particular, pre-determined or ‘fixed’ , speed as the component nears its target location. The mapping, may for example take the form of a look-up-table. The plurality of current values in the look-up-table may correspond to a plurality of load values measured at the fixed voltage value (e.g., 14.4 V) . The plurality of voltage values  in the look-up-table may correspond to a plurality of load values measured at a fixed motor speed (e.g., 1000 RPM) .

[0021] The output of the motor is then adjusted to the retrieved voltage value in order to adjust the speed of the motor to the fixed motor speed as the component approaches the target location. This allows the component to come to a steady and accurate stop at the target location, regardless of the load that the motor is acting upon. In some preferred implementations, there may be one or more sensors at a second location between the first location and the target location. Based on an indication that the component is at the second location, the motor may be stopped accurately and smoothly at the intended target location. In this way, the presently disclosed method and system provides accurate positioning of a component of a radiotherapy apparatus, regardless of the load present on the component.

[0022] The present disclosure focuses on radiotherapy systems, the skilled person would understand that this can be used in combined radiotherapy and imaging systems. Likewise, the present disclosure focuses on the movement of a patient positioning surface, however the skilled person would understand that the methods can be used to move other components of radiotherapy or imaging systems such as the gantry.

[0023] Figure 1 depicts a radiotherapy device suitable for delivering, and configured to deliver, a beam of radiation to a subject during radiotherapy treatment. The device and its constituent components will be described generally for the purpose of providing useful accompanying information for the present invention. The device depicted in figure 1 is in accordance with the present disclosure and is suitable for use with the disclosed systems and apparatuses. While the device in figure 1 is an MR-linac, the implementations of the present disclosure may be any radiotherapy device, for example a linac device. The radiotherapy device may also have imaging capabilities.

[0024] The device 100 depicted in figure 1 is an MR-linac. The device 100 comprises both MR imaging apparatus 112 and radiotherapy (RT) apparatus which may comprise a linac device. The MR imaging apparatus 112 is shown in cross-section in the diagram. In operation, the MR scanner produces MR images of the subject, and the linac device produces and shapes a beam of radiation and directs it toward a target region within a subject’s body in accordance with a radiotherapy treatment plan. The depicted device does not have the usual ‘housing’ which would cover the MR imaging apparatus 112 and RT apparatus in a commercial setting such as a hospital.

[0025] The MR-linac device depicted in figure 1 comprises a source of radiofrequency waves 102, a waveguide 104, a source of electrons 106, a source of radiation 106, a collimator 108 such as a multi-leaf collimator configured to collimate and shape the beam, MR imaging apparatus 112, and a patient support surface 114. In use, the device would also comprise a housing (not shown) which, together with the ring-shaped gantry, defines a bore. The moveable support surface 114 can be used to move a patient, or other subject, into the bore when an MR scan and / or when radiotherapy is to commence. The MR imaging apparatus 112, RT apparatus, and a subject support surface actuator are communicatively coupled to a controller or processor. The controller is also communicatively coupled to a memory device comprising computer-executable instructions which may be executed by the controller.

[0026] The radiation source may comprise a beam generation system. For a linac, the beam generation system may comprise a source of RF energy 102, an electron gun 106, and a waveguide 104. The radiation source is attached to the rotatable gantry 116 so as to rotate with the gantry 116. In this way, the radiation source is rotatable around the patient so that the treatment beam 110 can be applied from different angles around the gantry 116. In a preferred implementation, the gantry is continuously rotatable. In other words, the gantry can be rotated by 360 degrees around the patient, and in fact can continue to be rotated past 360 degrees. The gantry may be ring-shaped.

[0027] The source 102 of radiofrequency waves, such as a magnetron, is configured to produce radiofrequency waves. The source 102 of radiofrequency waves is coupled to the waveguide 104 via circulator 118, and is configured to pulse radiofrequency waves into the waveguide 104. A source of electrons 106, such as an electron gun, is also coupled to the waveguide 104 and is configured to inject electrons into the waveguide 104. The design and operation of the radiofrequency wave source 102, electron source and the waveguide 104 is such that the radiofrequency waves accelerate the electrons to very high energies as the electrons propagate through the waveguide 104.

[0028] The source of radiation is configured to direct a beam 110 of therapeutic radiation toward a patient positioned on the patient support surface 114. The source of radiation may comprise a heavy metal target toward which the high energy electrons exiting the waveguide are directed. When the electrons strike the target, X-rays are produced in a variety of directions. A primary collimator may block X-rays travelling in certain directions and pass only forward travelling X-rays to produce a treatment beam 110. The X-rays may be filtered and may pass through one or more ion chambers for dose measuring. The beam can be shaped in various ways by beam-shaping apparatus, for example by using a multi-leaf collimator 108, before it passes into the patient as part of radiotherapy treatment.

[0029] The subject or patient support surface 114 may be configured to move between a first position substantially outside the bore, and a second position substantially inside the bore. In the first position, a patient or subject can mount the patient support surface. The support surface 114, and patient, can then be moved inside the bore, to the second position, in order for the patient to be imaged by the MR imaging apparatus 112 and / or imaged or treated using the RT apparatus. The movement of the patient support surface is effected and controlled by a subject support surface actuator, which may be described as an actuation mechanism. The actuation mechanism is configured to move the subject support surface in a direction parallel to, and defined by, the central axis of the bore. The terms subject and patient are used interchangeably herein such that the subject support surface can also be described as a patient support surface. The subject support surface may also be referred to as a moveable or adjustable couch or table.

[0030] The controller is a computer, processor, or other processing apparatus. The controller may be formed by several discrete processors; for example, the controller may comprise an MR imaging apparatus processor, which controls the MR imaging apparatus 110; an RT apparatus processor, which controls the operation of the RT apparatus; and a subject support surface processor which controls the operation and actuation of the subject support surface. The controller is communicatively coupled to a memory, e.g. a computer readable medium.

[0031] The radiotherapy device and / or the controller may be configured to perform any of the method steps presently disclosed and may comprise computer executable instructions which, when executed by a processor cause the processor to perform any of the method steps presently disclosed, or when executed by the controller cause the controller to perform any of the method steps presently disclosed, or when executed by the radiotherapy device cause the radiotherapy device to perform any of the method steps presently disclosed. Any of the steps that the radiotherapy device and / or the controller is configured to perform may be considered as method steps of the present disclosure and may be embodied in computer executable instructions for execution by a processor. A computer-readable medium may comprise the above-described computer executable instructions.

[0032] The linac device also comprises several other components and systems as will be understood by the skilled person. For example, in order to ensure the linac does not leak radiation, appropriate shielding is also provided.

[0033] Turning to figure 2, figure 2 depicts a system 200 according to the present disclosure.

[0034] System 200 comprises a motor 230 configured to control a location of a component of a  radiotherapy apparatus, for example the apparatus  / device depicted in figure 1. In some implementations, the component of the radiotherapy apparatus may be a component of a patient positioning system such as a patient positioning surface.

[0035] In some implementations, the motor of system 200 may be a DC motor that used direct current to produce mechanical force. For example, a brushed DC electric motor in which torque may be generated by mechanically switching the direction of current of a direct current power source suing a commutator and an electric brush.

[0036] System 200 further comprises controller 220 configured to execute computer executable instructions in line with any of the method steps presently disclosed. In some implementations, the executed instructions may cause the radiotherapy device to perform any of the method steps presently disclosed and / or cause the radiotherapy device to perform any of the method steps presently disclosed.

[0037] System 200 further comprises a memory 210, the memory storing a mapping in a suitable data structure. In the depicted example, the mapping takes the form of at least one look-up-table 205. The look-up-table 205 comprises a plurality of current values which map to a plurality of voltage values. The mapping may be bi-directional, in other words, each value current maps to a voltage value and said voltage value maps to the current value. A measured current value received from the current measurement device 250 can therefore be looked up in the look-up-table in order to retrieve a corresponding voltage. The retrieved voltage may be suitable for slowing the component of the radiotherapy apparatus to a slow and stable speed, such that it can come to an accurate stop at the target location. The mapping of current values and voltage values means that the component is slowed to a fixed speed regardless of the load on the component. Methods for generating a look-up-table are discussed elsewhere in this disclosure in more detail. An electric motor may be capable of moving a load with a given weight at a given speed when the motor is run at a particular power output. The power of the electric motor is determined by the motor voltage and the motor current. For example, a 24V motor may be run at a current of 20A, and the resultant power output allows a 0.1 kg weight to be lifted at 480 revolutions per minute (RPM) .

[0038] System 200 further comprises one or more sensors 240 suitable for determining or measuring the position of a component of radiotherapy system. In some implementations, the one or more sensors may comprise a position switch and / or a potentiometer. A position switch, or a limit switch, may comprise an actuator linked to a set of contacts such that an electrical connection can be turned off and on when an object comes into contact with the  actuator. Position switches may therefore be used as a sensor at a location to detect whether or not a component of the radiotherapy apparatus is at that location or position. Potentiometers may additionally or alternatively be used to detect the location of a component. For example, a linear potentiometer comprises a potential divider that is suitable for measurement displacement along a single axis.

[0039] In some implementations, there may be a first sensor or first set of sensors at a first location and a second sensor or second set of sensors at a second location, such that the component of the radiotherapy apparatus can be detected at each respective location. Optionally, there may be a first position switch at the first location and a second position switch at the second location. Alternatively, a potentiometer may replace a position switch at one or both locations. As a patient positioning surface moves from a starting location, through the first location, and optionally a second location, towards the target location, it’s location or position can be tracked. Alternative sensor systems such as camera systems, linear position sensors, rotary encoders, inclinometers or digital position sensors may additionally or alternatively be used to determine that the component is at a given location.

[0040] Advantageously, the one or more sensors are a low-cost component that can be easily and cheaply replaced. They are also not damaged by X-rays and so are suitable for a high X-ray environment.

[0041] System 200 further comprises a current measurement device 250 configured to measure a current of the motor. The current may be measured in a number of conventional ways, as would be understood by the skilled person.

[0042] Advantageously, system 200 facilitates the motor coming to an accurate stop at a target location and is more simple than existing feedback systems. These existing systems use a position encoder to continuously monitor the position of the component (such as a patient positioning surface) and feed that data back to the controller which controls a servo motor to control the position of the component. This involves using more expensive components. It is also more computationally expensive.

[0043] System 200 is also an open-loop motor control method that requires a small number of components. There is therefore reduced risk of a component failing and needing to be replaced, and so there is less down-time of the system and expense associated with replacing components.

[0044] In use, system 200 is suitable for carrying out the method 300 of Figure 3.

[0045] Turning to figure 3, figure 3 depicts a method 300 according to the present disclosure. The method is suitable for being performed, for example, by the controller of system 100 or system 200. In an example, the controller may comprise a subject support surface processor which controls the operation and actuation of the subject support surface by controlling the operation of a motor.

[0046] At block 310, power is provided to the motor 230 to begin moving the component from a starting location toward the target location, in response to receiving an indication that the component should be moved to a target location.

[0047] A target location may be a final or intermediate position of the component such that a patient positioning surface is in a target configuration. For example, a radiotherapy treatment plan may require the patient positioning surface to be at a particular height, angle or position relative to the gantry in order for the radiation to be delivered. Accurate positioning of the surface allows radiation to be accurately delivered, for example to a tumour site, while minimising damage to healthy tissue. The target configuration, and the target location of the component, may be based on tumour location, patient anatomy, treatment plan or equipment limitations. Optionally, the indication that the component should be moved to a target location may be a pre-set user input. For example, it may comprise an indication that the patient positioning surface should be moved to a predetermined starting location.

[0048] At block 320, an output of the motor is adjusted to a fixed voltage value, based on an indication from the one or more sensors 240 that the component is positioned at a first location, wherein the first location is intermediate between the starting location and the target location.

[0049] Output may refer to the power output of the motor. Adjusting the power output of the motor may comprise adjusting the voltage of the motor. Preferably, adjusting the output comprises reducing the output of the motor. Reducing the output may comprise reducing the voltage of the motor. In an exemplary implementation, the output may be reduced to a particular percentage of the maximum voltage of the motor. The fixed voltage value may be between 50%and 70%, and most preferably 60%of the maximum voltage value. The component may have a first speed at the first location. In some implementations, the first speed may be approximately 90%of the maximum voltage value.

[0050] The one or more sensors may comprise a sensor positioned at the first location, such as a position switch or a potentiometer suitable for detecting the component at the first location. A sensor at the first location may be referred to as a first sensor or a deceleration sensor.

[0051] At block 330, a measurement of a current of the motor is received while the output of the motor is at the fixed voltage value.

[0052] Optionally, the current of the motor may be measured at a fixed period of time after the output has been adjusted to the fixed voltage value. Alternatively, the current of the motor may be measured after the component has travelled a fixed distance after the output has been adjusted to the fixed voltage. Advantageously, taking the current measurement after a fixed time or distance subsequent to the output being adjusted means that the current is steady. The current value received is therefore more accurate, and leads to the component coming to a smoother and more accurate stop at the target location.

[0053] A current of the motor may be measured using an ammeter, or other conventional methods of measuring current.

[0054] At block 340, a retrieved voltage value that maps to the current measurement is retrieved from a look-up-table, wherein the retrieved voltage value is indicative of a given load on the motor.

[0055] As discussed elsewhere, the look-up-table may be stored in a memory. The mapping may be bi-directional. The look-up-table may be generated for a specific radiotherapy system, rather than a general radiotherapy apparatus. For example, it can be customised to a range of suitable loads for a given component of a radiotherapy apparatus, such as a patient positioning system.

[0056] At block 350, the output of the motor is adjusted to the retrieved voltage value such that a speed of the motor is adjusted to a fixed motor speed as the component approaches the target location.

[0057] The retrieved voltage value may be indicative of a given load on the motor in that the load on the motor determines how much the motor voltage needs to be adjusted in order for the motor speed to be adjusted to the fixed motor speed. Preferably, adjusting the motor speed to the fixed motor speed comprises reducing the motor speed, most preferably to 500 to 1500 RMP. The reduction in motor voltage may be smaller if the load is higher, in order for  the motor speed to be reduced to the same fixed motor speed as a smaller load. For example, if the speed needs to be reduced to 1000 revolutions per minute (RPM) , a higher load can be slowed to that speed without reducing the motor voltage as much, relative to a lower load which requires a larger reduction in motor voltage. The retrieved voltage value therefore accounts for the load on the motor in order for the motor speed to be reduced to the same value.

[0058] Advantageously, the methods described herein allow the component to come to a smooth and accurate stop in a manner that is “load-blind” . In other words, regardless of the load on the component, the voltage value retrieved from the look-up table will reduce the output so that the motor speed is a fixed value. In a preferred implementation, the fixed motor speed value may be 1000 revolutions per minute (RPM) .

[0059] Further detail of how the look-up-table is created and used are explained in relation to Figures 5 to 7 below.

[0060] Optionally, the method 300 may further comprise receiving, from the one or more sensors, an indication that the component is located at a second location, wherein the second location is closer to the target location fo the component than the first location. In other words, there may be a second location configured between the first location and the target location. In some implementations, there may be at least a first sensor at the first location and at least a second sensor at the second location. One or both of these sensors may comprise a position switch and / or a potentiometer suitable for detecting the component at the first location and second location respectively. A sensor at the first location may be referred to as a first sensor or a deceleration sensor. A sensor at the second location may be referred to as a second sensor or a target sensor.

[0061] Optionally, the method 300 may further comprise, based on the indication that the component is at the second location, stopping the motor at the intended target location.

[0062] Figure 4 depicts a graph of how the output of a motor changes throughout the methods described herein. The output of the motor is depicted as a percentage of pulse-width modulation (PWM) . The average voltage fed to the load may be controlled by changing the percentage PWM of the electrical signal to the motor.

[0063] The y-axis of the graph depicts the percentage duty cycle of the pulse-width modulation (PWM) signal. For example, a 100%PWM corresponds to a signal that is on all the time,  and a 50%duty cycle corresponds to a signal that is on for half of the pulse and off for the other half of the pulse. As the time for which the signal is on increases, so does the average voltage of the signal. In other words, the percentage duty cycle is also proportional to the average voltage of the motor. The x-axis of the graph depicts time.

[0064] Initially, as the motor is powered on, the output increases at a constant rate up to an output of 90%PWM. The maximum power output may be adjusted based on the application of the motor, and the specification of the mechanical components. The motor may continue to move the load at this fixed output until the component reaches the first location.

[0065] The first vertical line 410 depicts the point in time at which the component reaches the first location.

[0066] Upon receiving an indication that the component is positioned at a first location, the motor enters a “low-speed area” in which the output of the motor is adjusted to a fixed voltage value. This area may be referred to as the area of the component path between the first location and the second location. Preferably, adjusting the output of the motor comprises reducing the output. The output may be reduced to a fixed percentage of the maximum output or a fixed reduction relate to the maximum output. As depicted in Figure 4, this may be a reduction from 90%PWM to 60%PWM. Advantageously, this slows the component.

[0067] In some implementations, the output of the motor may be maintained at the reduced output (for example, 60%PWM) for a fixed time period or while the component travels a fixed distance. Preferably, the fixed time period is between 100 and 300ms, and most preferably at least 200ms.

[0068] Upon receiving a measurement of the current of the motor, for example from a conventional ammeter configured to measure current, a voltage value may be retrieved from a look-up-table. As discussed elsewhere in this disclosure, the retrieved voltage value maps bi-directionally to the measured current value. This mapping may be based on measurements of the motor current and load at a fixed motor voltage value, and measurements of motor voltage and load at a fixed motor speed. The arrow labelled “Read” indicates the point at which the motor current is measured. This value may be transmitted to the controller executing the disclosed methods via conventional means. For example, couplers and digital interfaces, or protocols such as a highway addressable remote transducer, may be used to transmit an analog current signal to a controller that receives and transmits digital information.

[0069] Advantageously, the voltage value retrieved from the look-up table will reduce the output of the motor so that the motor speed is a fixed, pre-determined value, regardless of the load on the component. In a preferred implementation, the fixed motor speed value may be between 500 and 1500 revolutions per minute (RPM) , and most preferably 1000 RPM.

[0070] The second vertical line 420 depicts the point at which the motor voltage is adjusted to the retrieved voltage value. In some implementations, this is the point at which the motor speed is adjusted, or preferably reduced, to a fixed motor speed.

[0071] The reduction in motor voltage may be smaller if the load is higher, in order for the motor speed to be reduced to the same fixed motor speed as a smaller load. As shown in Figure 4, the five horizontal lines indicative of reduced PWM correspond to different loads. For example, the uppermost horizontal line may correspond to a higher load, for which the PWM needs to be reduced the least in order for the motor speed to be slowed to the fixed motor speed. The reduced PWM of the uppermost line is approximately 54%. The lowermost horizontal line may correspond to a lower load, for which the PWM need to be reduced more in order for the motor speed to be slowed to the fixed motor speed. As the load is lighter, it will effectively be moved more easily by the same power, and so the power must be reduced to achieve the same speed as a higher load. The reduced PWM of the lowermost line is approximately 30%.

[0072] The third vertical line 430 depicts the point at which the component reaches the second location.

[0073] The area between the second location and the target location may be referred to as the stopping area. The area between the first location and the target location may be referred to as the stopping area. As the motor is at a fixed motor speed when it reaches the second location, the component will come to a stop at the target location regardless of the load. A higher load, such as that depicted by the uppermost horizontal line between the second and third vertical lines, and a lower load, such as that depicted by the lowermost horizontal line, will both come to a smooth and accurate stop at the target location.

[0074] A suitable mapping, e.g. look-up-table 205, stored in memory 210 may be generated during a calibration phase. The mapping may be generated by measuring, at a first plurality of load values, the plurality of current values of the motor for the fixed voltage value. In some implementations, the fixed voltage value may be 60%PWM. If, for example, the motor has a  24 V supply voltage, then the fixed voltage value may be 14.4V. As depicted in Figure 5, the left column is the fixed voltage value measured in volts (V) , the middle column is a plurality of motor current values measured in milliamps (mA) , and the right volume is a plurality of load values measured in kg. The mapping of current values to load values may be measured by varying one or both of the current or load while keeping the voltage fixed. The plurality of current values may comprise current values in 50mA increments. The plurality of load values may comprise load values in 5kg increments.

[0075] Generating the look-up-table may further comprise measuring, at a second plurality of load values, the plurality of voltage values of the motor for a fixed motor speed value. As depicted in Figure 6, the left column is the fixed motor speed measured in revolutions per minute (RPM) , the middle column is a plurality of motor voltage values measured in volts, the right column is a plurality of load values measured in kg. The mapping of voltage values to load values may be measured by varying one or both of the voltage or load while keeping the motor speed fixed. For example, the motor speed may be fixed at 1000 RPM, as shown in the left column. This speed may be chosen such that it enables a steady and smooth stop in the stopping area between a second location and a target location. The plurality of load values may comprise load values in increments of 5kg.

[0076] The scale of these measurements may be adjusted depending on the motor type, or the component type. For example, some components may be configured to take a higher load, or the motor may be configured to have a higher power input or a higher maximum speed.

[0077] In some implementations, the plurality of load values in the fixed voltage table, for example that of Figure 5, may be identical to the plurality of load values in the fixed speed table, for example that of Figure 6. In some implementations, the first plurality of load values comprises the second plurality of load values and / or the second plurality of load values comprises the first plurality of load values. A look-up-table may be generated by mapping the plurality of voltage values in the fixed motor speed table to the plurality of current values in the fixed voltage value table.

[0078] Figure 7 depicts an exemplary look-up-table comprising motor current mapping to motor voltage. Motor current may be measured in conventional units, such as mA, and likewise motor voltage may be measured in conventional units, such as V. The plurality of current values in the look-up-table may correspond to the current value that would be expected when a given load is acted on at the fixed voltage value (e.g., 14.4 V) . The measured current value is therefore indicative of the load that the motor is acting on. The plurality of voltage  values in the look-up-table may correspond to the voltage that would be required to move that given load at the fixed motor speed (e.g., 1000 RPM) .

[0079] Figure 8 illustrates a block diagram of one implementation of a radiotherapy system 800. The radiotherapy system 800 comprises a computing system 810 within which a set of instructions, for causing the computing system 810 to perform any one or more of the methods discussed herein, may be executed.

[0080] The computing system 810 shall be taken to include any number or collection of machines, e.g. computing device (s) , that individually or jointly execute a set (or multiple sets) of instructions to perform any one or more of the methods discussed herein. That is, hardware and / or software may be provided in a single computing device, or distributed across a plurality of computing devices in the computing system. In some implementations, one or more elements of the computing system may be connected (e.g., networked) to other machines, for example in a Local Area Network (LAN) , an intranet, an extranet, or the Internet. One or more elements of the computing system may operate in the capacity of a server or a client machine in a client-server network environment, or as a peer machine in a peer-to-peer (or distributed) network environment. One or more elements of the computing system may be a personal computer (PC) , a tablet computer, a set-top box (STB) , a Personal Digital Assistant (PDA) , a cellular telephone, a web appliance, a server, a network router, switch or bridge, or any machine capable of executing a set of instructions (sequential or otherwise) that specify actions to be taken by that machine.

[0081] The computing system 810 includes controller circuitry 811 and a memory 813 (e.g., read-only memory (ROM) , flash memory, dynamic random access memory (DRAM) such as synchronous DRAM (SDRAM) or Rambus DRAM (RDRAM) , etc. ) . The memory 813 may comprise a static memory (e.g., flash memory, static random access memory (SRAM) , etc. ) , and / or a secondary memory (e.g., a data storage device) , which communicate with each other via a bus (not shown) .

[0082] Controller circuitry 811 represents one or more general-purpose processors such as a microprocessor, central processing unit, accelerated processing units, or the like. More particularly, the controller circuitry 811 may comprise a complex instruction set computing (CISC) microprocessor, reduced instruction set computing (RISC) microprocessor, very long instruction word (VLIW) microprocessor, processor implementing other instruction sets, or processors implementing a combination of instruction sets. Controller circuitry 811 may also include one or more special-purpose processing devices such as an application specific  integrated circuit (ASIC) , a field programmable gate array (FPGA) , a digital signal processor (DSP) , network processor, or the like. One or more processors of the controller circuitry may have a multicore design. Controller circuitry 811 is configured to execute the processing logic for performing the operations and steps discussed herein.

[0083] The computing system 810 may further include a network interface circuitry 818. The computing system 810 may be communicatively coupled to an input device 820 and / or an output device 830, via input / output circuitry 817. In some implementations, the input device 820 and / or the output device 830 may be elements of the computing system 810. The input device 820 may include an alphanumeric input device (e.g., a keyboard or touchscreen) , a cursor control device (e.g., a mouse or touchscreen) , an audio device such as a microphone, and / or a haptic input device. The output device 830 may include an audio device such as a speaker, a video display unit (e.g., a liquid crystal display (LCD) or a cathode ray tube (CRT) ) , and / or a haptic output device. In some implementations, the input device 820 and the output device 830 may be provided as a single device, or as separate devices.

[0084] In some implementations, the computing system 810 may comprise image processing circuitry 819. Image processing circuitry 819 may be configured to process image data 880 (e.g. images, or imaging data) , such as medical images obtained from one or more imaging data sources, a treatment device 850 and / or an image acquisition device 840. Image processing circuitry 819 may be configured to process, or pre-process, image data. For example, image processing circuitry 819 may convert received image data into a particular format, size, resolution or the like. In some implementations, image processing circuitry 819 may be combined with controller circuitry 811.

[0085] In some implementations, the radiotherapy system 800 may further comprise an image acquisition device 840 and / or a treatment device 850, such as those disclosed herein in the examples of Figure 1. The image acquisition device 840 and the treatment device 850 may be provided as a single device. In some implementations, treatment device 850 is configured to perform imaging, for example in addition to providing treatment and / or during treatment. The treatment device 850 comprises the main radiation delivery components of the radiotherapy system, such as an MR linac.

[0086] Image acquisition device 840 may be configured to perform positron emission tomography (PET) , computed tomography (CT) , magnetic resonance imaging (MRI) , or other forms of imaging.

[0087] Image acquisition device 840 may be configured to output image data 880, which may be accessed by computing system 810. Treatment device 850 may be configured to output treatment data 860, which may be accessed by computing system 810. Optionally, the output image data may be used to determine a position of a patient for radiotherapy, for example as part of a treatment plan. The controller may be configured to operate the motor such that a component of the radiotherapy system is moved in response to this determination based on output image data.

[0088] Computing system 810 may be configured to access or obtain treatment data 860, planning data 870 and / or image data 880. Treatment data 860 may be obtained from an internal data source (e.g. from memory 813) or from an external data source, such as treatment device 850 or an external database. Planning data 870 may be obtained from memory 813 and / or from an external source, such as a planning database. Planning data 870 may comprise information obtained from one or more of the image acquisition device 840 and the treatment device 850.

[0089] The various methods described above may be implemented by a computer program. The computer program may include computer code (e.g. instructions) 910 arranged to instruct a computer to perform the functions of one or more of the various methods described above. The steps of the methods described above may be performed in any suitable order. For example, step 340 of method 300 may be performed after, simultaneously or substantially simultaneously with step 330. The computer program and / or the code 910 for performing such methods may be provided to an apparatus, such as a computer, on one or more computer readable media or, more generally, a computer program product 900) ) , depicted in Figure 9. The computer readable media may be transitory or non-transitory. The one or more computer readable media 900 could be, for example, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, or a propagation medium for data transmission, for example for downloading the code over the Internet. Alternatively, the one or more computer readable media could take the form of one or more physical computer readable media such as semiconductor or solid state memory, magnetic tape, a removable computer diskette, a random access memory (RAM) , a read-only memory (ROM) , a rigid magnetic disc, and an optical disk, such as a CD-ROM, CD-R / W or DVD. The instructions 910 may also reside, completely or at least partially, within the memory 813 and / or within the controller circuitry 811 during execution thereof by the computing system 810, the memory 813 and the controller circuitry 811 also constituting computer-readable storage media.

[0090] In an implementation, the modules, components and other features described herein can be implemented as discrete components or integrated in the functionality of hardware components such as ASICS, FPGAs, DSPs or similar devices.

[0091] A “hardware component” is a tangible (e.g., non-transitory) physical component (e.g., a set of one or more processors) capable of performing certain operations and may be configured or arranged in a certain physical manner. A hardware component may include dedicated circuitry or logic that is permanently configured to perform certain operations. A hardware component may comprise a special-purpose processor, such as an FPGA or an ASIC. A hardware component may also include programmable logic or circuitry that is temporarily configured by software to perform certain operations.

[0092] In addition, the modules and components can be implemented as firmware or functional circuitry within hardware devices. Further, the modules and components can be implemented in any combination of hardware devices and software components, or only in software (e.g., code stored or otherwise embodied in a machine-readable medium or in a transmission medium) .

[0093] Unless specifically stated otherwise, as apparent from the following discussion, it is appreciated that throughout the description, discussions utilizing terms such as "receiving” , “retrieving” , “determining” , “comparing ” , “enabling” , “maintaining, ” “identifying, ” , “adjusting” , “reducing” or the like, refer to the actions and processes of a computer system, or similar electronic computing device, that manipulates and transforms data represented as physical (electronic) quantities within the computer system's registers and memories into other data similarly represented as physical quantities within the computer system memories or registers or other such information storage, transmission or display devices. For example, “adjusting” the output of a motor may comprise sending a signal to reduce the power output.

[0094] It is to be understood that the above description is intended to be illustrative, and not restrictive. Many other implementations will be apparent to those of skill in the art upon reading and understanding the above description. Although the present disclosure has been described with reference to specific example implementations, it will be recognized that the disclosure is not limited to the implementations described, but can be practiced with modification and alteration within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative sense rather than a restrictive sense. The scope of the disclosure should, therefore, be determined with  reference to the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled.

[0095] It will be understood that the above description of specific embodiments is by way of example only and is not intended to limit the scope of the present disclosure. Many modifications of the described embodiments, some of which are now described, are envisaged and intended to be within the scope of the present disclosure.

Claims

1.A radiotherapy system comprising:a motor configured to control a location of a component of a radiotherapy apparatus;one or more sensors configured to determine the location of the component;at least one controller and a memory, the memory storing a mapping which maps a plurality of voltage values to a plurality of current values, and computer executable instructions which, when executed by the controller, cause the controller to:in response to receiving an indication that the component should be moved to a target location, provide power to the motor to begin moving the component from a starting location toward the target location;based on an indication from the one or more sensors that the component is located at a first location, wherein the first location is intermediate between the starting location and the target location, adjust an output of the motor to a fixed voltage value;receive a measurement of a current of the motor while the output of the motor is at the fixed voltage value;retrieve, based on the mapping, a retrieved voltage, wherein the measured current of the motor maps to the retrieved voltage value, and wherein the retrieved voltage value is indicative of a given load on the motor;adjust the output of the motor to the retrieved voltage value such that a speed of the motor is adjusted to a fixed motor speed as the component approaches the target location.2.A radiotherapy system according to claim 1, wherein the controller is further configured to;receive, from the one or more sensors, an indication that the component is located at a second location, wherein the second location is closer to the target location of the component than the first location; andbased on the indication that the component is at the second location, stop the motor when the component is located at the intended target location.3.A radiotherapy system according to claim 2, wherein the one or more sensors comprises a first sensor configured to detect the component when it is located at the first  location and a second sensor configured to detect the component when it is located at the second location.4.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the motor has a first speed when the component is located at the first location.5.A radiotherapy system according to claim 4, wherein adjusting the output of the motor to the fixed voltage value comprises reducing the output of the motor such that the motor decelerates from the first speed to a second speed.6.A radiotherapy system according to claim 5, wherein adjusting the output of the motor to the retrieved voltage value comprises reducing the output of the motor such that the motor decelerates from the second speed to the fixed motor speed.7.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the one or more sensors comprises at least one position switch.8.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the one or more sensors comprises at least one potentiometer.9.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the mapping is generated by:receiving, for a first plurality of load values, the plurality of current values of the motor measured at the fixed voltage value;receiving, for a second plurality of load values, the plurality of voltage values of the motor measured at a fixed motor speed value.10.A radiotherapy system according to claim 9, wherein the first plurality of load values comprises the second plurality of load values such that the plurality of current values map to the plurality of voltage values.11.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the fixed voltage value is between 50%and 70%of a maximum voltage of the motor, and optionally wherein the voltage value is 60%of the maximum voltage of the motor.12.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the fixed motor speed value is between 500 and 1500 RPM, and optionally wherein the fixed motor speed is 1000 RPM.13.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the motor comprises a DC brush motor.14.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the measurement of the current of the motor is measured at a fixed time interval after the indication that the component is at the first location, and preferably wherein the fixed time interface is 200ms.15.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the system further comprises:a source of therapeutic radiation coupled to a rotatable gantry; anda patient positioning surface.16.A radiotherapy system according to any preceding claim, wherein the component of the radiotherapy apparatus comprises a component of the patient positioning surface.17.A method of controlling a motor configured to control a location of a component of a radiotherapy apparatus, wherein the method comprises:in response to receiving an indication that the component should be moved to a target location, providing power to the motor to begin moving the component from a starting location toward the target location;based on an indication from one or more sensors configured to determine the location of the component that the component is located at a first location, adjusting an output of the motor to a fixed voltage value, wherein the first location is intermediate between the starting location and the target location;receiving a measurement of a current of the motor while the output of the motor is at the fixed voltage value;retrieving, from a mapping which maps a plurality of voltage values to a plurality of current values, a retrieved voltage value, wherein the measured current of the motor maps to the retrieved voltage value, and wherein the retrieved voltage value is indicative of a given load on the motor;adjusting the output of the motor to the retrieved voltage value such that a speed of the motor is adjusted to a fixed motor speed as the component approaches the target location.18.A method according to claim 17, wherein the method further comprises;receiving, from the one or more sensors, an indication that the component is located at a second location, wherein the second location is closer to the target location of the component than the first location; andbased on the indication that the component is at the second location, stopping the motor when the component is located at the intended target location.19.A method according to claim 18, wherein the one or more sensors comprises a first sensor configured to detect the component when it is located at the first location and a second sensor configured to detect the component when it is located at the second location.20.A method according to any of claims 17 to 19, wherein the motor has a first speed when the component is located at the first location.21.A radiotherapy system according to claim 20, wherein adjusting the output of the motor to the fixed voltage value comprises reducing the output of the motor such that motor decelerates from the first speed to a second speed.22.A radiotherapy system according to claim 21, wherein adjusting the output of the motor to the retrieved voltage value comprises reducing the output of the motor such that the motor decelerates from the second speed to the fixed motor speed.23.A method according to any of claims 17 to 22, wherein the method comprises generating a look-up table by:receiving, for a first plurality of load values, the plurality of current values of the motor measured at the fixed voltage value;receiving, for a second plurality of load values, the plurality of voltage values of the motor measured at a fixed motor speed value.24.A radiotherapy system according to claim 23, wherein the first plurality of load values comprises the second plurality of load values such that the plurality of voltage values map to the plurality of current values.25.A computer-readable medium comprising computer-executable instructions which, when executed by one or more controllers, cause the controller to perform the steps of any of claims 17 to 24.

Images