[發明專利]使用運動預測的治療控制

有效

• 申請號: 201780015284.3
• 申請日: 2017-01-27
• 公開（公告）號: CN108883297B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 萊伊拉·派施達德;魯珀特·阿奇·布魯克斯
• 申請（專利權）人: 醫科達有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B34/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊鐵成;陳煒

一種醫療系統，其包括醫療設備和控制器。根據控制方案控制醫療設備。控制器被配置成：接收測量數據集，該測量數據集包含對受體測量的生理信號的在當前時間處的當前值和在過去時間處的過去值；基于該測量數據集來計算在當前時間處的差分信號；以及使用該差分信號和預測算法來預測差值。差值是生理信號的在未來時間處的預測未來值與當前值之間的差。控制器還被配置成：基于差值和當前值來計算預測未來值；以及根據預測未來值來更新控制方案。

相關申請的交叉引用

本申請基于于2016年1月29日提交的美國臨時申請第62/289,144號并要求該美國臨時申請的優先權權益，該美國臨時申請的全部內容通過引用合并到本文中。

技術領域

本公開內容涉及治療控制，并且更具體地涉及使用運動預測的圖像引導治療控制系統和方法。

背景技術

放射治療或“放療”可以用于治療癌癥或其他疾病。通常，準直光束形式的電離輻射被從外部源導向朝向患者。通常對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行控制，使得患者內的目標位點如腫瘤接收處方累積輻射劑量，同時要避免輻射引起的對目標位點周圍的健康組織的損害。放射治療束可以包括高能光子、電子或其他粒子如質子。

在一種方法中，可以例如至少部分地使用線性加速器來產生放射治療束。線性加速器加速電子并將電子導向至目標如金屬靶，以引發高能光子。然后，可以對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行控制、成形或調制并將其導向至目標位點如患者內的腫瘤區域。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范圍或治療能量級范圍。可以通過一個或更多個衰減器或準直器來提供對治療束的調制。可以調整輻射束的場大小和形狀，以通過使投射束與目標組織的輪廓一致來避免損害與目標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發治療計劃，例如使用一種或更多種醫學成像技術。在這種方法中，可以以“離線”方式執行成像。醫療服務人員如醫師可以使用指示患者解剖結構的三維成像信息來識別目標位點以及其他區域如腫瘤附近的器官。可以使用各種成像方式如X射線、計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、正電子發射斷層掃描(PET)或者單光子發射計算機斷層掃描(SPECT)等來獲得這樣的成像信息。醫療服務人員可以使用手動技術來描繪要接收處方輻射劑量的目標位點，并且醫療服務人員可以類似地描繪有受放射治療損害的風險的附近組織如器官。替選地或者附加地，可以使用自動化工具來輔助識別或描繪目標位點。然后可以基于臨床或劑量學目標和約束來創建放射療法治療計劃。然后可以通過定位患者并將處方放射治療遞送至患者來執行治療計劃。療法治療計劃可以包括劑量“劃分(fractioning)”，由此提供放射治療遞送序列，每個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位點知識的圖像引導。然而，某些解剖區域如肺經受了足夠顯著使得影響治療的準周期性運動如呼吸運動。例如，呼吸運動可以改變一些器官例如胸部或腹部器官的位置。由呼吸運動引起的器官的移動可能導致成像偽影，使得圖像在引導治療方面不太有效。因此，可能需要關于呼吸運動的進一步知識以規劃有效的放射治療。然而，與周期性運動不同，準周期性運動沒有固定的頻率，使得更難預測未來的運動。

此外，呼吸運動通常在相對短的時間段中發生。然而，拍攝圖像、分析圖像以及確定目標位置的過程可能需要很長時間。這導致獲取圖像與補償呼吸運動之間的延遲。因此，需要預測呼吸運動以使得能夠實時預測目標位置。

所公開的方法和系統被設計成進一步改進運動預測。

發明內容