[發(fā)明專利]并入功能性成像信息的放射治療方案

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680018259.2
• 申請(qǐng)日: 2006-05-01
• 公開（公告）號(hào): CN101184527A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·斯皮斯;M·巴爾;T·麥克努特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): A61N5/10
• 分類號(hào): A61N5/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李靜嵐;譚祐祥

放射療法是利用諸如X射線放射之類的放射對(duì)諸如癌腫瘤之類的疾病進(jìn)行治療的療法。在應(yīng)用放射來進(jìn)行治療之前，必須設(shè)計(jì)放射療法方案。放射治療方案用于對(duì)健康組織當(dāng)中的有病組織進(jìn)行定位并且然后將治療集中在有病組織上。應(yīng)用于健康組織的放射會(huì)損害健康組織并且會(huì)對(duì)病人有副作用。因此，放射治療方案越精確越好。

放射療法是圖像引導(dǎo)的處理，其成功關(guān)鍵取決于成像模態(tài)的精確性。因而，成功放射療法方案的開發(fā)取決于可從成像信息中確定的且集成到治療方案處理中的信息級(jí)別。

典型地，計(jì)算機(jī)斷層造影(CT)圖像已用于提供用于治療方案的成像信息。CT圖像提供了允許區(qū)分健康組織與有病組織的解剖性信息。CT圖像進(jìn)一步提供了在有病組織周圍的重要器官的位置。一旦已確定了有病組織的位置，則醫(yī)生人工地繪出有病組織或者目標(biāo)區(qū)域以及周圍器官的輪廓。此后根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)為目標(biāo)區(qū)域規(guī)定統(tǒng)一的放射劑量(處方劑量)。一旦規(guī)定了處方劑量，則運(yùn)行優(yōu)化過程以獲得進(jìn)行隨后治療的最佳機(jī)器設(shè)置以及利用該最佳機(jī)器設(shè)置可實(shí)現(xiàn)的最終劑量分配(應(yīng)用劑量)。

近年來，醫(yī)學(xué)成像已發(fā)展到可提供與感興趣區(qū)域有關(guān)的改進(jìn)信息。一個(gè)這樣的改進(jìn)是并入通過正電子發(fā)射斷層造影(PET)、單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層造影(SPECT)、或者功能性磁共振波譜成像(MRS)所獲得的生理學(xué)或功能性信息。醫(yī)生可與解剖學(xué)信息相結(jié)合地使用功能性信息以更好的定義有病區(qū)域的位置和特征。功能性信息可提供與腫瘤的侵入性有關(guān)的重要信息。通過提供運(yùn)動(dòng)示蹤劑，可示出諸如腫瘤之類的有病組織在諸如其容積上的放射敏感性之類的生物機(jī)能方面有變化。因此，必須用更高級(jí)別的放射來治療侵入性更大的有病組織區(qū)域以便根除有病組織。

當(dāng)前在放射療法方案中以兩種方式來使用諸如FDG-PET之類的功能性成像信息。第一，可以使用功能性成像信息來幫助勘定有病組織相對(duì)于健康組織的邊界。第二，可以使用功能性成像信息來標(biāo)識(shí)有病組織中的不同區(qū)域的侵入性。通過對(duì)有病組織中侵入性更強(qiáng)的區(qū)域進(jìn)行定位，可將更高局部化的放射應(yīng)用到侵入?yún)^(qū)域上，同時(shí)可向諸如接近于健康組織的那些區(qū)域之類的其他區(qū)域給予較低的放射劑量。該區(qū)別性放射劑量應(yīng)用允許更著重地將侵入性有病組織作為目標(biāo)并對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)使周圍最低侵入性和健康組織區(qū)域免于受到增大的劑量。

因?yàn)槎喾N原因，當(dāng)前對(duì)功能性成像信息的使用是不充分的。第一，大多數(shù)技術(shù)未并入與治療的定義相關(guān)的參數(shù)。通常，必須利用描述基礎(chǔ)生理學(xué)處理的生理學(xué)或生物模型來從功能性成像信息中提取這些參數(shù)。這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的或者不精確的輪廓勘定。第二，當(dāng)前技術(shù)未提供自動(dòng)化過程。醫(yī)生對(duì)功能性成像信息進(jìn)行檢查并且人工地繪制有病組織和周圍器官的輪廓。第三，當(dāng)前技術(shù)未考慮功能性成像信息的噪聲和低對(duì)比度。與低對(duì)比度相結(jié)合的噪聲造成了這樣的主要問題，即會(huì)因?yàn)椴荒芫_地描繪不同放射敏感性的區(qū)域而將高度任意性引入到方案過程中。此外，當(dāng)將噪聲圖像信息直接饋送到優(yōu)化處理中時(shí)，在應(yīng)用劑量方面會(huì)顯露出人為因素。這種人為因素可能是優(yōu)化處理過程中對(duì)噪音級(jí)別敏感的不穩(wěn)定性的結(jié)果。不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致不是最佳的應(yīng)用劑量和長(zhǎng)處理時(shí)間。

本發(fā)明的目的在于一種改進(jìn)的放射療法方案過程和一種用于實(shí)現(xiàn)該改進(jìn)的放射療法方案過程的設(shè)備。這種改進(jìn)的放射療法方案過程并入了功能性成像信息以提供更精確的放射療法方案。

在一個(gè)實(shí)施例中，獲取解剖性和功能性成像信息并對(duì)其進(jìn)行共同登記。導(dǎo)出基于功能性成像信息的參數(shù)圖并且使用該參數(shù)圖來形成相似放射敏感性或與治療定義相關(guān)的其他生物信息的群集。所形成的每個(gè)群集都具有規(guī)定的放射劑量，此后通過特定放射療法方案設(shè)備來對(duì)該放射劑量進(jìn)行優(yōu)化。

在并入并構(gòu)成了該說明書一部分的附圖中，與上面所給出的對(duì)本發(fā)明的概述相結(jié)合說明了本發(fā)明的實(shí)施例，并且下面所給出的詳細(xì)描述用于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該了解到這些說明性實(shí)施例并不意味著對(duì)本發(fā)明做出了限制，而是僅僅提供了具體并入了本發(fā)明原理的示例。

圖1說明了基于生物學(xué)的分段放射療法方案過程的處理流程圖。

圖2說明了在校正前后的群集目標(biāo)區(qū)以及處于危險(xiǎn)之中的周圍器官的比較。

圖3說明了參數(shù)圖和示出從基于生物學(xué)的分段放射療法方案過程中所導(dǎo)出的三個(gè)群集的對(duì)應(yīng)放射敏感性群集的說明性示例。