[發明專利]集成的體外射束放射治療和MRI系統

有效

• 申請號: 201310052856.9
• 申請日: 2006-10-10
• 公開（公告）號: CN103272337A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: B·吉諾·法洛內;馬可·卡洛內;布雷德·穆雷
• 申請（專利權）人: 艾伯塔健康服務中心
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

本申請是申請日為2006年10月10日、申請號為200680046233.9（國際申請號為PCT/CA2006/001656）、發明名稱為“集成的體外射束放射治療和MRI系統”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及放射治療，特別地涉及一種集成的體外放射束治療和核磁共振成像(MRI)系統。

技術背景

放射治療能夠被給予以治療包括但不局限于癌癥、動靜脈畸形、皮膚損傷等的增生_組織障礙。在放射治療期間，將患者已知或懷疑包含疾病的組織暴露至輻射。線性加速器在放射治療期間通常用于照射包圍待治療的組織的靶體積。如所公知的，線性加速器使用微波技術以加速波導管中的電子，然后允許電子碰撞重金屬靶。作為碰撞的結果，高能量的X射線被從靶散射出。一部分散射的X射線被收集并通過射束校準裝置成形以形成與靶體積的形狀一致的放射的輸出射束。線性加速器還包括繞患者旋轉的門架，以允許通過旋轉該門架從任何角度將放射的輸出射束投放到期望的靶體積。

在將患者暴露至放射之前，治療計劃通常_提出以便準確地確定要治療的組織的位置和如何最好地通過放射治療該組織。在治療計劃中已使用許多成像技術，例如計算層析成像(CT)、核磁共振成像(MRI)、和包括單光子發射計算機斷層(SPECT)和正電子發射斷層(PET)的核素顯像。所獲得組織的圖像被用于限定靶體積以便由放射的輸出射束與照射的實際組織盡可能與靶體積一致。在許多情形下，用于限定靶體積的圖像被在單次模擬中獲得。

對于劑量投放，通常利用例如通過IMRT(調強放射治療)和圖像導航的腫瘤固定化的技術。圖像導航的目的是確保靶組織在放射治療開始時被設置在線性加速器的等深點。在預期有大量組織運動的組織位置中(例如肺癌放射治療)，圖像導航治療還構成放射的輸出射束的控制以確保將照射時間限制到當組織局限在線性加速器等深點的時刻。

不幸的是，如果用于限定靶體積的圖像在單次模擬中獲得，則該方法具有根本的困難，因為不知道在隨后的治療部分中靶位置的圖像導航復制是否導致計劃劑量測定被準確投放到靶和非靶組織的。這是因為不是先驗地知道單次模擬圖像是否表示隨后的放射治療部分中患者的定位和靶體積構造。

為了提供涉及靶組織的更準確的位置信息并確保在隨后的放射治療部分中正確地引導放射射束，已考慮將線性加速器與核磁共振成像裝置集成。

MRI是總所周知的成像技術。在MRI期間，將通常為人類患者的靶放置到MRI機器中并使其經受由容納在該MRI機器內的極化磁體所產生的均勻磁場。根據特定的定位法由容納在MRI機器內的RF線圈所產生的射頻(RF)脈沖用于掃描患者的靶組織。MRI信號在連續的RF脈沖之間的間隔中由靶組織中的激發核所放射并由RF線圈檢測。在MRI信號檢測期間，梯度磁場被迅速地轉換以改變局部區域處的均勻的磁場，從而允許由靶組織被選擇的片所放射的MRI信號的空間定位。檢測到的MRI信號又被數字化并被處理，以利用許多公知技術中的一種重建靶組織片的圖像。

將線性加速器與MRI裝置集成帶來了多個技術問題。例如，由MRI裝置所產生的磁場與線性加速器的操作干擾。尤其地，MRI裝置內所產生的磁場與線性加速器中的電子射束的軌跡通過磁力F＝qvB干擾，并能夠使電子射束偏轉。對于強磁場，偏轉能夠足夠大而迫使電子射束進入加速波導管并阻止電子射束到達在加速波導管輸出處的重金屬靶。即使對于部分偏轉的電子射束，改變的入射在重金屬靶上的角度可以對軔致輻射X射線射束產生足夠的擾動而導致其臨床無法接受。

另外，線性加速器的存在干擾由MRI裝置所產生的磁場。對于現代放射治療，需要相對于患者移動放射束，以便使放射治療與靶體積的形狀一致。放置在MRI磁體的邊緣磁場中的大量的材料將使能夠延伸到磁體均勻區域(homogeneous?region)的磁場線改變。這本身不是問題，因為這能夠被補償；但是，如果使該材料移動(例如如果該材料是線性加速器，或者是圍繞鈷源的屏蔽)，則磁場在均勻區域中的擾動能夠導致不可接受的圖像失真。該問題對于線性加速器和鈷基放射治療都存在。