[發明專利]同時進行成像和粒子療法治療的系統和方法

在審

• 申請號: 201380045328.9
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104780823A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: J·馬泰奧;T·布龍;T·道格拉斯
• 申請（專利權）人: 普羅諾瓦解決方案有限責任公司
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B6/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金曉

相關申請的交叉引用

該申請要求2012年8月29日提交的美國專利申請No.13/597,875的權益，通過引用將該專利的全部內容合并至此。

技術領域

本發明構思大體上涉及癌癥治療技術，并且更具體地，涉及同時捕獲圖像和用粒子療法對患者進行治療的系統和方法，其中所述圖像例如計算機斷層成像和/或正電子發射斷層成像的圖像。

背景技術

在癌癥治療中使用粒子療法在本領域中已經是已知的。粒子療法大體上包括一系列被激勵的粒子(例如正電子)被引導至患者體內的腫瘤或治療體(treatment?volume)。粒子可以在粒子加速器(通常指回旋加速和/或同步加速器)中生成，并使用一系列磁體以束線的形式被引導至患者，所述一系列磁體引導和整形粒子束線使得粒子在所選擇的位置處穿透患者的身體并在治療體的部位處沉淀。粒子療法影響帶電粒子的布拉格峰特性使得大部分能量在沿著束線行進的最后幾毫米內沉淀—在通常稱為等中心點(isocenter)的點處，這與常規的強度調制的輻射療法(即光子)相反，在輻射療法中大部分能量在行進的最開始幾毫米內沉淀，因此不期望地破壞健康組織。

粒子療法治療設施通常包括單個的回旋加速器和多個治療室。因此，單個回旋加速器經常適用于產生粒子束線，該粒子束線然后被選擇性地引導至各種治療室中的一個。粒子療法治療可以包括選擇束線的期望的能量水平，使得粒子的能量大體上沉淀在患者身體內部的期望的位置處(即治療體)。因此，能量水平選擇直接地與患者身體內的治療體的位置和形狀有關。經常地，回旋加速器將產生標準的高能量束線，隨后可以根據特定治療方案所需要的來選擇性地修改該束線。

束線可以直接地被引導至患者而不需任何重新定向。然而，更常見的方法是使用一系列協作的彎曲磁體(通常稱為臺架(gantry))重新定向束線。圖1A示出了現有技術的粒子療法臺架的示例實施例，設計用來接收并重新定向束線至患者。如所示出的，粒子療法臺架21包括至少三個彎曲的磁體11A-C來重新定向粒子束線15至臺架的治療管口13，并最終至定位在治療床17上的患者9。這允許束線15從任何角度被選擇性地引導至患者9，并允許醫師來設計最小化對健康組織的不期望的效應的治療計劃。換句話說，臺架通常適用于圍繞患者旋轉并重新定向束線以垂直于旋轉的臺架軸19，由圖1中的方向箭頭19'所示出的。因此，治療管口13和束線15可以圍繞患者9旋轉使得束線15能夠在多個位置處穿過患者的身體并從多個方向接觸治療體。這減小了對健康組織的不利影響并增加了治療功效。

通常，患者可以通過在若干周的過程中接收一系列每日治療來經受粒子療法。然而，每次治療需要在束線啟動之前的解剖成像以確保和/或證實治療體的位置。該成像經常使用基礎的平面的計算機斷層成像x射線技術來完成。

粒子輻射還在身體中引起涉及穩定同位素的核子反應。例如，粒子療法暴露經常在患者身體中產生正電子發射同位素，包括氧-15，碳-11，氮-13和/或氟-18。然后可以在粒子療法治療之后使用正電子發射斷層(PET)掃描儀來成像這些正電子發射同位素。醫師可以通常與治療后CT圖像結合來使用這些圖像，以證實先前治療的準確性。

圖1B示出了現有技術CT/PET圖像掃描儀的示例實施例的截面視圖。如所示出的，圖像掃描儀41包括環形框架，通過該環形框架可以接收支撐患者9'的治療床17'。圖像掃描儀可以包括圍繞治療床17'徑向布置的某些檢測器，以捕獲CT和/或PET圖像。在圖1中示出的示例實施例包括x-射線管53以在具有治療體25的患者9'處分配x-射線束57A-E。在遇到患者9之后，由x-射線檢測器55接收x-射線束。同樣，PET檢測器陣列59A和59B適于接收從身體中的同位素發射的正電子61，該身體由于先前的粒子療法治療而經歷了核子反應。這些成像部件可以適于在圖像掃描儀41的環形框架內圍繞患者旋轉，以捕獲有效的圖像。因此，由于束線被重新定向以遇到患者，已知的成像設備不適用于與粒子療法臺架協作以與粒子療法治療同時捕獲圖像。

根據以上內容，本領域需要同時捕獲圖像并用粒子療法治療患者的系統和方法。同時成像和治療將增加治療的功效，并且通過允許醫師更精確地瞄準患者身體中的治療體而降低對健康組織的不利影響。

發明內容

本發明的總體構思提供一種系統和方法，其中包括腫瘤的患者可以同時接收粒子療法治療和成像，例如CT成像、PET成像、或兩者。