[實用新型]一種融合CT和PET雙模態圖像引導的小動物一體化放療系統

有效

• 申請號: 201721344558.7
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN208591469U
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 張賓;王洪凱
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B6/03
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本實用新型提供了一種融合CT和PET雙模態圖像引導的小動物一體化放療系統，屬于檢測成像設備技術領域。該系統包括PET成像系統、X射線CT成像系統、動物床系統、待檢測物、放療系統、數據采集系統、控制系統和計算機。該系統綜合了CT和PET雙模成像的優點，利用CT成像的高分辨解剖結構圖像和PET成像提供的分子影像信息，來實現腫瘤的準確定位，并且該系統為圖像引導和放療的一體化系統，實現腫瘤的精準放療，同時還對腫瘤放療效果進行分子水平的監測與評估，為腫瘤放射治療研究提供高效的預臨床研究平臺，為動物實驗與臨床轉化建立橋梁，加速臨床轉化進程。

技術領域

本實用新型屬于檢測成像設備技術領域，具體涉及一種融合CT和PET雙模態圖像引導的小動物一體化放療系統。

背景技術

小動物在新型放療方法研究與測試中具有至關重要的作用，尤其是在細胞水平無法模擬和無法進行人體試驗的情況下，如腫瘤微環境的影響、大劑量放療誘導的旁觀效應、基因表達的影響、放療結合免疫治療的最優時間點、正常組織的放療副作用等。然而目前小動物放療實驗中廣泛采用大面積、單射線束的放療照射模式，這與臨床放療中采用的三維圖像引導精準局部放療技術相差甚遠。由于沒有圖像引導功能，無法準確定位腫瘤區域，導致對正常組織放射劑量過高，因此無法準確評價新型放療方法的效果，尤其是針對原位或自發腫瘤模型的放射劑量研究、立體聚焦放療效果研究以及結合放療與靶向性藥物治療的效果評估等。

為了克服小動物放療技術與臨床放療的差異，使小動物放療研究的實驗結果更可靠并且可以指導臨床試驗，國際上幾個研究團隊開始著手研發與臨床放療功能相似的、具有CT或錐束CT(Cone-beam CT，CBCT)引導功能的專用小動物放療系統，包括：美國約翰霍普金斯大學的John等人研發了具有CBCT圖像引導功能的一體化小動物放療系統；美國斯坦福大學的Zhou等人在商用microCT基礎上增加了二維移動平臺和可變孔徑射線準直器，實現了具有CT引導功能的小動物放療；加拿大的Jensen等人設計制造了計算機控制的正交合葉準直器，將小動物CT成像系統改造成了放療系統；美國的Zhang等人利用碳納米管X射線陣列搭建了微射線束放療系統；2015年，德國的Felix等人也通過增加可更換孔徑的射線準直器將工業microCT系統改造成了具有圖像引導功能的小動物放療系統；2016年，德國的Tillner等人利用雙焦點X射線球管搭建了具有CBCT引導功能的非盈利小動物圖像引導放療系統SAIGRT；同年，美國的Yang等人也報導了具有CBCT圖像引導功能的小動物立體放療系統iSMAART，該系統通過旋轉直立姿勢的小鼠進行CBCT成像和立體放療。除此之外，已經商業化的小動物放療系統有兩家，即美國Xstrahl公司的小動物放療系統SARRP、加拿大PXI公司的小動物放療系統X-RAD 225Cx。但是，現在還不存在一款具有CT和PET雙模成像功能且用于引導小動物精準放療的一體化系統。

雖然CT或CBCT在小動物精準放療中具有不可或缺的作用，但是，CBCT對軟組織的對比度較差，無法清晰分辨腦、肝、胰腺、前列腺等原位腫瘤的位置，而且CT也無法檢測放療后腫瘤在細胞及分子水平的響應，這無疑制約了精準放療的實施以及放療效果的評估。

PET(Positron Emission Tomography，正電子發射斷層成像)是一種具有三維成像能力的分子影像成像技術，靈敏度高，穿透深度深，并且可以在體探測分子水平的變化。PET成像具有定位腫瘤位置與揭示腫瘤相關分子信息的能力，將PET成像技術用于圖像引導放療研究中，一方面可以彌補CBCT在無法辨識低對比度腫瘤目標方面的不足，另一方面可以通過影像的方法在體揭示放療前后腫瘤在細胞與分子的變化，從而檢測和評價放療效果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種融合CT和PET雙模態圖像引導的小動物一體化放療系統，彌補了現有單一CT引導小動物放療系統的不足，利用分子影像PET與結構成像CT同時引導放療，并通過不同尺寸的射線準直器來提高目標的放射位置準確度，實現了腫瘤目標的精準定位與放療，并且可以通過PET成像監控和評價放療效果，使得實驗結果更準確、更可靠。