[發(fā)明專利]使用基于周期性運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的治療控制

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780014147.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109152926A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯珀特·阿奇·布魯克斯;萊伊拉·派施達(dá)德;米歇爾·莫羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 醫(yī)科達(dá)有限公司;醫(yī)科達(dá)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 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: 楊鐵成;楊林森

一種圖像引導(dǎo)治療遞送系統(tǒng)，其包括：治療發(fā)生器，其被配置成產(chǎn)生被導(dǎo)向至治療受體內(nèi)的時(shí)變治療位點(diǎn)的治療束；成像輸入，其被配置成接收關(guān)于治療受體內(nèi)的時(shí)變目標(biāo)位點(diǎn)的成像信息；以及治療控制器。治療發(fā)生器包括治療輸出，其被配置成根據(jù)治療方案來(lái)對(duì)治療束進(jìn)行導(dǎo)向。治療控制器被配置成使用從成像信息中提取的指示較早目標(biāo)位點(diǎn)的信息、周期性運(yùn)動(dòng)模型和指定延遲來(lái)自動(dòng)生成預(yù)測(cè)目標(biāo)位點(diǎn)，以及自動(dòng)生成更新治療方案，以將時(shí)變治療位點(diǎn)與預(yù)測(cè)目標(biāo)位點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于于2016年1月29日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/289,144號(hào)并要求該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及治療控制，并且更具體地涉及使用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的圖像引導(dǎo)治療控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

放射治療或“放療”可以用于治療癌癥或其他疾病。通常，準(zhǔn)直光束形式的電離輻射被從外部源導(dǎo)向朝向患者。通常對(duì)所施加的放射治療束的劑量或者所施加的放射治療束的序列進(jìn)行控制，使得患者內(nèi)的目標(biāo)位點(diǎn)如腫瘤接收處方累積輻射劑量，同時(shí)要避免輻射引起的對(duì)目標(biāo)位點(diǎn)周?chē)慕】到M織的損害。放射治療束可以包括高能光子、電子或其他粒子如質(zhì)子。

在一種方法中，可以例如至少部分地使用線性加速器來(lái)產(chǎn)生放射治療束。線性加速器加速電子并將電子導(dǎo)向至目標(biāo)如金屬靶，以引發(fā)高能光子。然后，可以對(duì)通常具有用于治療用途的兆電子伏特(MeV)范圍的能量的高能光子進(jìn)行控制、成形或調(diào)制并將其導(dǎo)向至目標(biāo)位點(diǎn)如患者內(nèi)的腫瘤區(qū)域。可以使用指定的或可選擇的治療束能量，例如用于遞送診斷能量級(jí)范圍或治療能量級(jí)范圍。可以通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)衰減器或準(zhǔn)直器來(lái)提供對(duì)治療束的調(diào)制。可以調(diào)整輻射束的場(chǎng)大小和形狀，以通過(guò)使投射束與目標(biāo)組織的輪廓一致來(lái)避免損害與目標(biāo)組織相鄰的健康組織。

在一種方法中，可以在遞送放射治療之前開(kāi)發(fā)治療計(jì)劃，例如使用一種或更多種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。在這種方法中，可以以“離線”方式執(zhí)行成像。醫(yī)療服務(wù)人員如醫(yī)師可以使用指示患者解剖結(jié)構(gòu)的三維成像信息來(lái)識(shí)別目標(biāo)位點(diǎn)以及其他區(qū)域如腫瘤附近的器官。可以使用各種成像方式如X射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)或者單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)等來(lái)獲得這樣的成像信息。醫(yī)療服務(wù)人員可以使用手動(dòng)技術(shù)來(lái)描繪要接收處方輻射劑量的目標(biāo)位點(diǎn)，并且醫(yī)療服務(wù)人員可以類(lèi)似地描繪有受放射治療損害的風(fēng)險(xiǎn)的附近組織如器官。替選地或者附加地，可以使用自動(dòng)化工具來(lái)輔助識(shí)別或描繪目標(biāo)位點(diǎn)。然后可以基于臨床或劑量學(xué)目標(biāo)和約束來(lái)創(chuàng)建放射療法治療計(jì)劃。然后可以通過(guò)定位患者并將處方放射治療遞送至患者來(lái)執(zhí)行治療計(jì)劃。療法治療計(jì)劃可以包括劑量“劃分(fractioning)”，由此提供放射治療遞送序列，每個(gè)治療遞送包括總處方劑量的指定一部分。

如上所述，放射治療可以由提供目標(biāo)位點(diǎn)知識(shí)的圖像引導(dǎo)。然而，某些解剖區(qū)域如肺經(jīng)受了足夠顯著使得影響治療的準(zhǔn)周期性運(yùn)動(dòng)如呼吸運(yùn)動(dòng)。例如，呼吸運(yùn)動(dòng)可以改變一些器官例如胸部或腹部器官的位置。由呼吸運(yùn)動(dòng)引起的器官的移動(dòng)可能導(dǎo)致成像偽影，使得圖像在引導(dǎo)治療方面不太有效。因此，可能需要關(guān)于呼吸運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步知識(shí)以規(guī)劃有效的放射治療。然而，與周期性運(yùn)動(dòng)不同，準(zhǔn)周期性運(yùn)動(dòng)沒(méi)有固定的頻率，使得更難預(yù)測(cè)未來(lái)的運(yùn)動(dòng)。

此外，呼吸運(yùn)動(dòng)通常在相對(duì)短的時(shí)間段中發(fā)生。然而，拍攝圖像、分析圖像以及確定目標(biāo)位置的過(guò)程可能需要很長(zhǎng)時(shí)間。這導(dǎo)致獲取圖像與補(bǔ)償呼吸運(yùn)動(dòng)之間的延遲。因此，需要預(yù)測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)以使得能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)目標(biāo)位置。

所公開(kāi)的方法和系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成進(jìn)一步改進(jìn)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容