[發(fā)明專利]用于在輻照期間控制劑量施用的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080062344.5
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102725029A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.博特;R.魯克騰伯格
• 申請（專利權(quán)）人: GSI亥姆霍茲重離子研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在用能量束、特別是利用用來掃描(abrastern)目標(biāo)體積的針樣細離子束輻照身體內(nèi)的運動目標(biāo)體積期間控制劑量施用的方法，以及相應(yīng)的輻照裝置。

背景技術(shù)

在處理腫瘤時通常使用手術(shù)切除、放療或化療，或者使用這些方法的組合。在放療時，治療的目的是實現(xiàn)高的腫瘤局部劑量并盡可能最小化正常組織周圍的負擔(dān)。對此，輻照的能量或劑量沉積盡可能地與腫瘤適配。最近，使用離子代替光子進行輻照實現(xiàn)了好的療效，這是因為能量或劑量沉積作為入射深度的函數(shù)具有尖銳的最大值(所謂的布拉格峰)。一種已知的方法是被動輻照應(yīng)用，在該方法中通過特定適配的準(zhǔn)直管形成射束。或者，還可以精確地聚焦離子束并且用針狀細束(所謂的“筆形束”)三維掃描腫瘤(光柵掃描方法，點掃描方法，連續(xù)掃描方法)。在光柵掃描方法中，射束在柵格位置上保持一定的時間，并且在改變至下一個柵格位置時保持接通。與此相反，在點掃描方法中，射束在柵格位置之間是關(guān)閉的。在連續(xù)掃描方法中，射束在柵格位置上不靜態(tài)停留，而是連續(xù)移動經(jīng)過柵格位置。

目前除了質(zhì)子之外還使用其他離子，特別是碳離子。部分也使用氖離子。使用這些離子的特征是，在細胞失活的情況下，比光子更高的相對生物有效性(RBW)。由于其對劑量水平、組織類型和主要是粒子種類和粒子能量的依賴，位于較深腫瘤區(qū)域的RBW基本上高于入口通道區(qū)域的RBW，并且因此帶來額外的治療利用。

近年來的較大臨床成就是由本發(fā)明的申請人與海德爾堡大學(xué)、德國癌癥研究中心和德累斯頓/羅森多夫研究中心共同研究在光柵掃描方法中使用碳離子和專用的輻照計劃進行輻照所實現(xiàn)的。與被動輻照應(yīng)用，特別是鄰近腫瘤的被動輻照應(yīng)用相比，這種方法的優(yōu)點是基本上放棄吸收材料從而避免產(chǎn)生二次離子以及主要是所產(chǎn)生的劑量分布的良好順應(yīng)性。

開始時，主要治療在顱底區(qū)域中以及沿著脊柱的腫瘤，可以通過立體定向固定將該腫瘤的運動減少到可忽略不計的最小值。在多種治療中心使用所計劃的光柵掃描方法的擴展臨床應(yīng)用還按照光柵掃描方法使用離子束、特別是碳離子束輻照其他腫瘤。而在身體軀干區(qū)域中的腫瘤會經(jīng)歷更劇烈的運動，例如由于患者的呼吸，此時，整個胸腔和腹部的一部分運動并發(fā)生變形，可能甚至通過患者心臟跳動。在使用掃描方法治療運動的腫瘤或一般而言運動的目標(biāo)體積時，面臨的挑戰(zhàn)是這種運動可能不利地影響能量沉積的均勻性。使用模型的試驗已經(jīng)顯示，在應(yīng)用掃描的射束時在目標(biāo)體積中會發(fā)生過劑量和欠劑量，使得簡單擴大圍繞運動范圍的目標(biāo)體積，如在被動輻照應(yīng)用中使用的那樣，不能確保最佳治療。

為了校正在掃描的輻照施用中運動的影響，目前研究了在使用安全余量的情況下的常常經(jīng)細分的輻照、多重掃描(所謂的“rescanning”)、根據(jù)中斷運動階段的輻照（所謂的“門控”）、使用主動射束追蹤(所謂的“tracking”)的運動補償?shù)妮椪眨蛘呱鲜龇椒ǖ慕M合，并且將其用于臨床前研究。在使用主動射束追蹤(Tracking)的運動補償?shù)妮椪罩校椪瘴恢靡恢迸浜夏[瘤運動。在此，將輻照方位側(cè)面地與輻照方向并且將粒子有效范圍連續(xù)地與腫瘤運動配合。對此可以參見S.O.的學(xué)位論文“Volume?Conformal?Irradiation?of?Moving?Target?Volumes?with?scanned?ion?beams”,TU?Darmstadt,2004和C.Bert的“Bestrahlulngsplanung?für?bewegte?Zielvolumina?in?der?Tumortherapie?mit?gescanntem?Kohlenstoffstrahl”,TU?Darmstdt,2006，在此通過引用合并于此。在任何情況下，運動補償?shù)墓鈻艗呙桦x子束應(yīng)用對于粒子束-腫瘤治療領(lǐng)域的技術(shù)人員而言原則上都是已知的。