[發(fā)明專利]用于計劃照射的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380069777.7
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104902957A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·吉梅爾;C·貝爾特
• 申請（專利權(quán)）人: GSI重離子研究亥姆霍茨中心有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于計劃照射的方法和裝置以及具有粒子束的加速器裝置。

背景技術(shù)

借助重離子治療腫瘤在過去的幾十年中已發(fā)展成為被廣泛接受的用于治療組織、尤其是腫瘤疾病的方法。但在此獲取的經(jīng)驗也用于純技術(shù)領(lǐng)域中。

所有已知方法的共同特點是由加速器設(shè)備提供的成束的粒子束借助高能射束傳送系統(tǒng)被傳送到一個或多個照射室或治療室。在照射室中待照射的靶體積被定位并且借助粒子束被照射。

已知待照射的靶體積可運動。例如在靶體積中可設(shè)有肺腫瘤，其在患者呼吸時運動。為了研究運動對粒子療法治療成功率的影響，也可借助被稱為體模的、非生命模型體來模擬運動。

粒子療法范疇中的特殊挑戰(zhàn)在于使沉積在組織中的照射劑量盡可能均勻地分布。靶體積中均勻的劑量分布十分重要的原因在于，存在于靶體積中的腫瘤細(xì)胞只有從高于閾值劑量時起才以足夠的信度死亡，但同時應(yīng)避免對周圍健康組織造成過多的負(fù)荷。因此在應(yīng)依次于靶體積的不同靶點上沉積多個單次照射劑量的照射方法中、即在掃描的粒子束中始終困難的是，當(dāng)靶體積在照射期間運動時在靶體積中實現(xiàn)所希望的均勻的劑量分布。因此靶體積中劑量分布均勻性的改善始終是研究課題。

例如在掃描的粒子束中可將待施加的照射劑量分布在多次遍歷上，這又稱為“重新掃描”。在此多次照射靶體積的靶點，使得在重新掃描遍歷期間依次通過多個反復(fù)被施加的單次劑量建立待施加的總劑量。以單次劑量反復(fù)照射靶點能實現(xiàn)單次劑量的統(tǒng)計平均，從而在統(tǒng)計學(xué)上看能夠平均可能的錯誤沉積劑量。因此可至少部分補(bǔ)償靶體積的運動。

然而，以相應(yīng)減少的部分劑量多次照射每個靶點使得借助重新掃描的照射可需要顯著更多的時間，因為必須根據(jù)減小的部分劑量降低提取率。在現(xiàn)有技術(shù)中必須忍受持續(xù)較長時間的照射過程，以便提高劑量分布的均勻性并且因此在放射治療時提高治療成功率。

另外，已知跟蹤靶體積的運動并且在計算單次劑量時加以考慮。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法，該方法使得靶體積的照射計劃更加簡單并且在此減弱或克服了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點。

本發(fā)明還應(yīng)減小整個治療或劑量施加的持續(xù)時間。

本發(fā)明的另一任務(wù)在于使照射結(jié)果相對于靶體積的變化、尤其是運動更為穩(wěn)健。

本發(fā)明的任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的技術(shù)方案得以解決。本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中定義。

根據(jù)本發(fā)明借助下述步驟確定設(shè)置在體中的靶體積的照射計劃，該過程逐步建立照射計劃：

首先定義通常設(shè)置在體中的靶體積。靶體積在此可設(shè)置于非生命體、如材料樣本、體模或試驗裝置中，但也可包含生命材料、如細(xì)胞樣本或試驗動物。尤其是靶體積具有腫瘤細(xì)胞。靶體積被分為大量能被單獨照射的靶點。換言之，在靶體積中設(shè)置由具有定義點距的靶點構(gòu)成的點光柵。

接著，分別為靶點配置規(guī)定劑量、即待沉積在相應(yīng)靶點上的照射劑量的計劃值或規(guī)定值。換言之，在照射計劃中寫入針對相應(yīng)靶點的規(guī)定劑量。許多在本申請中使用的術(shù)語、如靶體積、靶點、規(guī)定劑量、劑量分布等通常在作為指南被接受的ICRU(國際輻射單位和計量委員會)Report?50(包括Addendum?Report?62)中被定義。

隨后，將照射計劃分為多個在時間上連續(xù)的局部照射計劃。也就是說，借助照射計劃規(guī)定，直接連續(xù)地一個接一個地實施局部照射計劃。

將靶體積的靶點按子集分配給局部照射計劃，并且子集分布在整個靶體積上。彼此相鄰的靶點分別配置給不同的局部照射計劃。換言之，每個子集包括分布在整個靶體積上且不直接相鄰的靶點。

前兩個提到的步驟相應(yīng)于已知的用于劃分靶體積的方法。

在此到目前為止根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通常依次、即一個接一個地照射靶體積的靶點。該方法已被廣泛接受，因為它可特別簡單地實施。

靶點可配置給等能量層，由此可借助恒定的粒子能量、即尤其是不變的加速器設(shè)置來照射一個等能量層。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，照射計劃被分為在時間上連續(xù)的局部照射計劃。