[發(fā)明專利]用于在整個(gè)放射治療中監(jiān)視結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680073652.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN108883294B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉恩-弗朗索瓦·戈捷;皮埃爾-奧利維爾·博杜安;馬克-安德烈·拉隆德;丹尼爾·洛杜;魯伊·洛佩斯;馬丁·埃米爾·拉謝納
• 申請（專利權(quán)）人: 醫(yī)科達(dá)有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B34/00;A61B5/103;A61B6/03;A61B8/00;A61B8/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高巖;楊林森

用于在整個(gè)放射治療期監(jiān)視解剖特征的運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法、執(zhí)行該方法的系統(tǒng)或非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該方法可以包括利用第一模式來監(jiān)視解剖特征的運(yùn)動(dòng)。該方法還可以包括在有限獲取時(shí)間內(nèi)利用第二模式來獲得解剖特征的位置信息。該方法還可以包括基于所監(jiān)視的來自第一模式的運(yùn)動(dòng)來提供在有限獲取時(shí)間期間與解剖特征相關(guān)聯(lián)的臨床相關(guān)運(yùn)動(dòng)的指示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于放射療法治療的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于在整個(gè)放射療法治療期監(jiān)視結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

放射療法用于治療哺乳動(dòng)物(例如人和動(dòng)物)組織中的癌癥和其他疾病。在放射療法治療期，從外部源向患者施加高能量束以產(chǎn)生指向患者的靶部位的準(zhǔn)直放射束。必須準(zhǔn)確控制放射束的放置和劑量，以確保患者接收到規(guī)定的放射，而且束的放置應(yīng)當(dāng)使得束對周圍健康組織(通常被稱為危及器官(OAR))的損傷最小。提高束放置的準(zhǔn)確度的一種方法是通過獲取計(jì)劃圖像，其中對預(yù)期治療位置中的患者獲取一個(gè)或更多個(gè)圖像。CT通常是最常用的主圖像，但可向其補(bǔ)充諸如MRI、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)、超聲、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)或其他醫(yī)學(xué)成像模式的輔助數(shù)據(jù)集，該輔助數(shù)據(jù)集可以被記錄或融合到主數(shù)據(jù)集,以有助于解剖可視化。

在一些情況下，可以獲取4D計(jì)劃圖像。針對呼吸運(yùn)動(dòng),已經(jīng)研制出4D技術(shù)，其中假定呼吸可以在逐周期再現(xiàn)(并非總是此情況)。呼吸周期被細(xì)分為例如等間隔的10至12個(gè)區(qū)段(bin)，并且通過在許多成像周期中合并圖像信息來針對每個(gè)區(qū)段產(chǎn)生圖像。這一處理的技術(shù)已被應(yīng)用于4D-CT、4D-MRI、4D-PET、4D超聲和其他形模式。盡管這些技術(shù)對于主要受呼吸運(yùn)動(dòng)影響的靶是有用的，但它們不會(huì)將患者的解剖結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的較大改變納入考慮。它們也不與其他運(yùn)動(dòng)過程(如消化過程、蠕動(dòng)、膀胱充盈等)主導(dǎo)的器官相關(guān)。

醫(yī)師可以利用計(jì)劃圖像來識(shí)別和勾畫靶(例如患病器官或腫瘤)以及OAR。勾畫可以手動(dòng)地執(zhí)行、半自動(dòng)地執(zhí)行或自動(dòng)地執(zhí)行。治療輪廓——通常被稱為計(jì)劃靶區(qū)(PTV)——被創(chuàng)建，其包括靶輪廓加上足夠的余量以應(yīng)對微觀疾病以及治療不確定性。規(guī)定了放射劑量，并且創(chuàng)建了治療計(jì)劃，該治療計(jì)劃最佳地將規(guī)定劑量遞送至PTV，同時(shí)使到達(dá)OAR和其他正常組織的劑量最小。治療計(jì)劃可由用戶手動(dòng)生成或者使用優(yōu)化技術(shù)自動(dòng)生成。

已研制出通過若干分次(fraction)來遞送處方劑量的治療療程，每個(gè)分次在不同的治療期遞送。例如，通常使用30分次至40分次，但是也可以使用5分次或甚至1分次，并且通常每日一次或者在某些情況下每日兩次遞送分次。在某些情況下，放射治療計(jì)劃可能在整個(gè)療程中發(fā)生變化，以便在某些區(qū)域集中更多劑量。

在每個(gè)分次中，患者被安置在直線加速器的患者支承配件(通常為“診察臺(tái)”)上并且被重新定位成盡可能地接近其在計(jì)劃圖像中的位置。不幸的是，在實(shí)踐中這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)，因?yàn)榛颊卟⒎莿傮w對象而且解剖構(gòu)造可以移動(dòng)。分次至分次運(yùn)動(dòng)通常被稱為分次間運(yùn)動(dòng)，而分次本身期間發(fā)生的運(yùn)動(dòng)通常被稱為分次內(nèi)運(yùn)動(dòng)。圖像引導(dǎo)放射治療(IGRT)試圖解決分次治療間運(yùn)動(dòng)的問題，分次間運(yùn)動(dòng)在很多情況下是上述兩類運(yùn)動(dòng)中較大的運(yùn)動(dòng)。與可在任何診斷掃描儀上獲取的計(jì)劃圖像相反，IGRT圖像必須在患者處于治療位置時(shí)在治療室中直接獲取。已研制出的IGRT成像技術(shù)有錐束CT(CBCT)、超聲、MRI、射野成像、共軌CT、機(jī)載kV成像，并且其他IGRT成像技術(shù)已被提出或正在研制中。在一些情況下，IGRT圖像的解剖對比度較低，并且在患者體內(nèi)植入基準(zhǔn)標(biāo)記以有助于靶的可見性。已經(jīng)研制了一些根本不使用成像而是依賴于(例如通過植入射頻(RF)信標(biāo))對有源基標(biāo)記物的位置進(jìn)行無圖像檢測的技術(shù)。通常這仍被稱為IGRT，盡管嚴(yán)格來說并不會(huì)獲得圖像。一般來說，我們指的“圖像”包括基準(zhǔn)標(biāo)記物的位置信息，或者收集到的關(guān)于患者的分次間狀態(tài)的任何數(shù)據(jù)，例如靶或OAR位置、旋轉(zhuǎn)或變形、血壓、心率、體重、變形等。