[發(fā)明專利]具有實(shí)時(shí)磁共振監(jiān)測(cè)的輻射治療系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980123924.8
• 申請(qǐng)日: 2009-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN102065762A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·博爾納特;J·A·奧弗韋格
• 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): A61B5/055
• 分類號(hào): A61B5/055;A61N5/10;G01R33/56;G01R33/561
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及醫(yī)療領(lǐng)域、成像領(lǐng)域、磁共振領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域。本申請(qǐng)尤其應(yīng)用于輻射治療中并特別參考其加以描述。

背景技術(shù)

在輻射治療中，將電離輻射的空間靶向劑量施加于包含癌組織或有害組織的腫瘤或其他區(qū)域。與正常細(xì)胞相比，成長中且迅速繁殖的癌細(xì)胞常常對(duì)來自于電離輻射的損傷更為敏感，所以通過由適當(dāng)規(guī)劃施予的更高劑量加強(qiáng)，所施加的輻射優(yōu)先殺死癌組織或有害組織。盡管如此，電離輻射對(duì)有害組織和健康細(xì)胞都是有害的，因此為了限制對(duì)健康組織的附帶損傷，輻射的精確空間靶向定位是重要的。通常，通過在持續(xù)于幾天、幾星期或幾個(gè)月的一系列治療中進(jìn)行輻射治療來控制對(duì)健康組織的損傷，期望在數(shù)次處置療程之間的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)健康組織的輻射損傷可以得到恢復(fù)。

在輻射治療中，在受檢者周圍的多個(gè)角位置上施加輻射束，使得它們組合起來生成集中在要處置的腫瘤或其他區(qū)域上的靶向總輻射劑量空間分布。可以利用分布在受檢者周圍的幾個(gè)靜止輻射源，或在受檢者周圍轉(zhuǎn)動(dòng)諸如直線加速器(linac)的輻射源(即斷層放射治療)可以實(shí)現(xiàn)角覆蓋。基于用計(jì)算斷層攝影(CT)、磁共振(MR)成像或另一種適當(dāng)?shù)某上衲B(tài)采集的特定受檢者的成像數(shù)據(jù)，針對(duì)該受檢者預(yù)先規(guī)劃輻射治療。為了實(shí)現(xiàn)充分精確的輻射靶向定位，利用為要治療的特定受檢者采集的圖像進(jìn)行規(guī)劃。在圖像中，連同必須限制輻射劑量的重要器官或區(qū)域的繪示一起，繪示了腫瘤或其他標(biāo)靶。使用計(jì)算機(jī)模擬或其他電子計(jì)算優(yōu)化輻射束的空間分布和強(qiáng)度，以將輻射集中在標(biāo)靶中，同時(shí)使重要但可能正常的器官或區(qū)域受到的曝光最小化。

在大部分現(xiàn)有輻射治療設(shè)施中，用于規(guī)劃的CT、MR或其他成像系統(tǒng)與包括一個(gè)或多個(gè)電離輻射源的輻射治療系統(tǒng)物理分離。然后，必須利用如粘貼到受檢者身上的指示符標(biāo)記將成像的空間參照系與輻射治療系統(tǒng)的空間參照系配準(zhǔn)。配準(zhǔn)誤差導(dǎo)致輻射治療靶向定位較差，這能夠減小其在治療癌癥時(shí)的有效性并能夠增大對(duì)健康組織的附帶損傷。另一個(gè)問題是，規(guī)劃數(shù)據(jù)采集和輻射處置之間的時(shí)間可以是很多天，甚至更長。在中間期間，由于膀胱充滿、腸部運(yùn)動(dòng)、重量減輕或增大等，患者的解剖結(jié)構(gòu)可能會(huì)偏移或變化。

再者，盡管在輻射治療處置進(jìn)行期間通常受檢者是不動(dòng)的，但在輻射治療期間仍然可能發(fā)生各種受檢者運(yùn)動(dòng)，例如呼吸、受檢者的整體運(yùn)動(dòng)等。

考慮到這些問題，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，使用與輻射治療系統(tǒng)物理連接的成像模態(tài)對(duì)受檢者成像將是有利的。已經(jīng)提出了多種這樣的“混合式”系統(tǒng)，其將CT或MR系統(tǒng)與輻射處置系統(tǒng)組合。在一些基于MR成像的布置中，MR掃描器磁體被分成兩半，界定容納輻射治療系統(tǒng)或允許輻射治療束通過的軸向間隙(參見例如，Demsey，美國公開申請(qǐng)No.2005/0197564?A1；Green，美國公開申請(qǐng)No.2001/0001807?A1；Fallone等人，WO?2007/045076?A1；Lagendijk等人，WO?2004/024235?A1)。可以類似地分割或布置其他MR掃描器部件，例如梯度線圈和射頻線圈以位于間隙外部，或者可以做得充分薄或用適當(dāng)材料做成，使得治療射束能夠通過部件而沒有很大衰減。在這樣的系統(tǒng)中，成像模態(tài)和輻射治療模態(tài)都共享同一坐標(biāo)系，這樣消除或簡化了輻射治療規(guī)劃過程的配準(zhǔn)部件。此外，可以在每次輻射治療之前立即進(jìn)行輻射治療規(guī)劃，從而使由于患者解剖結(jié)構(gòu)在規(guī)劃和治療之間發(fā)生變化導(dǎo)致的誤差最小化。

為了解決輻射治療期間受檢者的可能運(yùn)動(dòng)問題，曾經(jīng)想到過使用這種混合式系統(tǒng)在輻射治療期間進(jìn)行成像，以便檢測(cè)到受檢者的運(yùn)動(dòng)。不過，在執(zhí)行同時(shí)成像和輻射治療時(shí)出現(xiàn)了困難。計(jì)算斷層攝影(CT)掃描器不是很適合這種同時(shí)操作，因?yàn)樗y以或不可能物理地布置CT掃描器的x射線束同時(shí)探查經(jīng)受輻射治療的空間區(qū)域。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)MR是用于同時(shí)成像的更好候選成像模態(tài)。然而，迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)輻射治療系統(tǒng)導(dǎo)致的干擾有礙于在輻射治療期間采集到高質(zhì)量的MR圖像。

Fallone等人的WO?2007045076提出通過在MR采集窗口期間阻止直線加速器(linac)脈沖工作來交錯(cuò)MR成像操作和輻射治療操作。這意味著在成像期間不進(jìn)行輻射治療。即使對(duì)于快速實(shí)時(shí)三維成像序列，成像數(shù)據(jù)采樣時(shí)段的數(shù)目也充分大，使得這種方法中輻射源的占空比被相當(dāng)大拉大，從而延長了治療療程。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝四軌蚩朔鲜龊推渌麊栴}的新的改進(jìn)的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容