[發明專利]利用感興趣組織譜成像和跟蹤進行的自適應放射治療

有效

• 申請號: 201380010332.1
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN104135930B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: R·曼茨克;C·O·斯基拉
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61N5/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王英,劉炳勝

技術領域

以下大體涉及自適應放射治療，并且更具體地涉及帶有感興趣組織譜成像與跟蹤的自適應放射治療。

背景技術

放射治療(也被稱作輻射腫瘤學和輻射治療)是這樣一種技術，其中電離輻射被用于控制或殺死感興趣組織，例如腫瘤細胞，并通過損傷所述感興趣組織的細胞的DNA起作用。用放射治療，患者典型地接收在一段時間(例如幾周)定期(例如每天)施予的一劑量的電離輻射。在處置過程期間，所述患者被置于放射治療設備(一般被稱作線性加速器或直線加速器)的檢查區域中，所述放射治療設備被用于輻照所述腫瘤。為了繞過周圍組織，放射治療規劃典型地定義射束形狀及在所述感興趣組織相交的幾個暴露角度，這得到定位到所述感興趣區域的吸收劑量。可以限定所述感興趣組織周圍的組織的余裕，以允許所述處置規劃中的不確定度。

在處置時程進程中，所述感興趣組織的幾何結構(例如大小和/或形狀)和/或所述感興趣組織在患者中的位置可能在所述患者內改變。這可能因所述感興趣組織的收縮、患者體重減輕、內部器官移動(例如呼吸)等等而發生。結果，所述放射治療規劃可能不再使對所述感興趣組織的處置最優化，或者不再減輕對周圍組織的損傷。這已通過腫瘤跟蹤與自適應放射治療規劃，而得到補償，在所述腫瘤跟蹤與自適應放射治療規劃中，在所述放射治療規劃之后創建，并在處置或后續處置之前跟蹤所述患者中的所述感興趣組織的相對幾何結構和/或位置改變，并將其用于在處置過程中更新所述放射治療規劃。已使用對被植入到感興趣組織中或非常接近感興趣組織的金珠的雙平面成像或基于CT的千伏(kV)和/或兆伏(MV)成像，實現了這樣的跟蹤。

針對感興趣組織跟蹤，掃描所述患者，并在得到的圖像中確定所述感興趣組織相對于所述金珠的相對幾何結構及位置。可以然后基于該信息以及初始規劃，來更新所述放射治療規劃，使得所述處置束再次基本上僅被定位在所述感興趣組織處。在以下文獻中討論了這樣的跟蹤的范例：T.R.Mackie等人的“Tomotherapy:a new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy”(MEDICAL PHYSICS-LANCASTER PA，第20卷，1709–1709頁(1993年))；P.J.Keall等人的“The management of respiratory motion in radiation oncology report of AAPM Task Group 76”，(Medical physics，第33卷，3874頁(2006年))；以及R.D.Wiersma、W.Mao與L.Xing的“Combined kV and MV imaging for real-time tracking of implanted fiducial markers”(Medical Physics，第35卷，4號，1191頁(2008年))。

遺憾的是，將這樣的珠植入患者的感興趣組織中或感興趣組織附近是個有創過程，并且可能是具有挑戰性的任務。至少鑒于以上，存在著對在自適應放射治療中用于感興趣組織跟蹤并在其基礎上更新放射治療規劃的一種或多種方法的待解決需求。

發明內容

本文描述的各方面解決上述問題以及其他問題。

在一個方面中，一種放射治療裝置，包括感興趣組織跟蹤器，所述感興趣組織跟蹤器接收感興趣組織的第一圖像和所述感興趣組織的第二隨后采集的譜圖像，并且至少基于所述第一圖像和第二圖像來跟蹤所述感興趣組織的幾何結構和/或位置的改變，并生成指示所述改變的信號。所述第二隨后采集的譜圖像是基于第一譜信號和第二譜信號而被生成的，所述第一譜信號對應于能量分辨輻射敏感探測器陣列針對第一預定能量范圍的輸出，所述第二譜信號對應于所述能量分辨輻射敏感探測器陣列針對第二預定能量范圍的輸出。所述第二隨后采集的譜圖像視覺增強對應于所述第一信號或第二信號的被掃描結構，同時視覺抑制對應于所述第一信號或第二信號中另一個的被掃描結構。自適應規劃器基于來自所述感興趣組織跟蹤器的指示所述改變的所述信號來更新放射治療處置規劃。

在另一方面中，一種用于放射治療規劃的成像方法，包括：接收來自所述放射治療系統的能量分辨輻射敏感探測器陣列的成像數據，獲得感興趣的預定子能量范圍，所述能量范圍為所采集的數據能量范圍的子能量范圍，選擇所接收的成像數據中對應于所獲得的感興趣子能量范圍的子成像，并且基于所選擇的子成像數據來生成譜圖像。