用于在发射引导的放射治疗中使用的系统和方法技术方案

本发明专利技术所描述的是在坐标系统中用于定位关于一个或多个兴趣区域的放射源的系统和方法。这样的系统和方法可用在用于将放射局部传送到一个或多个患者肿瘤区域的发射引导的放射治疗(EGRT)中。这些系统包括在患者区域周围可移动的机架，其中多个正电子发射检测器、放射源被可移动地布置在该机架上，和控制器。控制器被配置为识别重合正电子湮没发射路径并且被配置为定位放射源以便沿着所识别的发射路径应用放射波束。本发明专利技术所描述的系统和方法可单独使用或与用于肿瘤治疗的外科手术、化学疗法、和/或短程疗法结合一起使用。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年3月30日、申请号为201280025934.X、专利技术名称为“用于在发射引导的放射治疗中使用的系统和方法”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求以2011年3月31提交的序号为61/470,432的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其全部内容包含于此。
技术介绍
放射治疗包括：将杀肿瘤的放射剂量传送到身体的局部区域。立体定向放射治疗，也称放射外科学(radiosurgery)，可用于治疗脑、胸、头、颈、肺、肝、胰腺、脊柱以及前列腺中的肿瘤(tumor)。各种肿瘤定位技术可用于精确地确定(多个)肿瘤的位置，以帮助确保将高剂量的放射传送到(多个)肿瘤，且保留健康、没有癌症的组织。例如，机载成像技术，例如单个和立体x射线成像、千伏级和兆伏级CT成像、可植入基准标记器和应答器、超声波成像、MRI等可通过收集肿瘤位置信息使得放射波束可被明确地定向到肿瘤区域，可帮助提高放射治疗的效力。各种放射波束整形技术也可用于帮助在将被治疗的(多个)肿瘤处精确地引导放射，且降低暴露到周围组织的放射。
技术实现思路
本文所描述的是用于在坐标系统中关于一个或多个兴趣区域定位放射源的系统和方法。在一些变化中，这样的系统和方法可用于发射引导的放射治疗(EGRT)，以用于将放射局部传送到一个或多个患者肿瘤区域。EGRT系统可包括：在患者区域周围可移动的机架(gantry)，其中一个或多个正电子发射检测器和放射源被可移动地布置在该机架上。所述EGRT系统可包括：控制器，其被配置为识别一致的正电子渔没(annihilation)发射路径和引导所述放射源以便沿着所识别的发射路径应用放射波束。各种方法可与EGRT系统一起使用以便调节被应用于(多个)目标区域的放射波束，使得放射被传送到(多个)目标区域且降低或避免放射传送到其它组织区域。本文所描述的EGRT系统和方法可单独使用或与用于肿瘤治疗的外科手术、化学疗法和/或短程疗法结合一起使用。本文所描述的ERGT系统的一个示例可包括：在患者区域周围可移动的机架、一个或多个正电子发射检测器、一个或多个治疗放射源、运动系统和微处理器。EGRT系统的一些变化可包括：一个或多个单光子发射检测器。治疗放射源可以是一个或多个放射性材料、(多个)x射线源、或(多个)粒子束源。为了检测与目标区域相交的一致正电子湮没发射路径和应用放射波束以便将规定的放射剂量传送到目标区域，正电子发射检测器和治疗放射源可被安装在围绕所述机架的各种位置。可沿着发射路径和/或在基于检测的发射所确定的目标位置来应用放射波束。可移动的机架可以调节正电子发射检测器和治疗放射源的位置，使得在所述患者区域内可治疗组织的各种区域。本文所描述的方法可与EGRT系统一起使用来调节应用于(多个)目标区域的放射波束以便将放射传送到(多个)目标区域且降低或避免将放射传送到其它组织区域。例如，EGRT方法可用于将规定剂量的放射传送到靶体部且避免将放射传送到放射敏感结构，补偿PET信号和/或放射波束衰减，收集实时的肿瘤位置数据，并且执行其它功能以便帮助确保将杀肿瘤级别的放射传送到靶体部且保护周围组织。本文所描述的EGRT系统和方法可单独使用或与用于肿瘤治疗的外科手术、化学疗法、放射增敏剂、和/或短程疗法一起使用。例如，EGRT系统和方法可在化学疗法之前和/或之后使用。EGRT也可在外科手术和/或短程疗法之前和/或之后使用。肿瘤治疗计划的一些变化可包括：外科手术移除肿瘤的一部分、和用化学疗法和/或EGRT治疗任何的剩余肿瘤块。在肿瘤治疗计划中的各种疗法可通过(多个)肿瘤的大小、类型、位置、发展和病原以及多种患者变量(例如，性别、年龄、过敏症、对特定药理学药剂的忍耐力等等)来部分地确定。用于组织的目标区域的发射引导的放射治疗的方法的一个示例可包括：使用正电子发射检测器检测与目标组织和将被保留的放射敏感组织都相交单重合正电子湮没发射路径；和选择性地沿着该发射路径应用放射，使得应用于目标组织的放射远大于应用于被保留组织的放射。在某些变化中，沿着所述发射路径应用放射可包括：以概率方式发射放射、或以概率方式发射已被调强(intensitymodulated)的放射。用于将放射应用于组织的目标区域的EGRT方法的另一种示例可包括：使用正电子发射检测器检测与目标组织区域相交的单重合正电子湮没发射路径；确定该发射路径是否相交于器官结构；定位放射源以便沿着该发射路径应用放射；和沿着该发射路径应用放射，其中通过概率系数来修改该放射源。在某些变化中，应用放射可包括：应用这样的放射：其中该放射的强度已经被该概率系数进行调节。用于组织目标区域的EGRT的另一种方法可包括：检测与组织的目标区域相交的单重合正电子湮没发射路径，其中该发射路径基本垂直于来自该目标组织的预定的延伸边缘；和使用放射源沿着该发射路径将放射波束应用于该目标组织，其中该放射波束的宽度可对应于该延伸边缘的宽度。在某些变化中，目标组织是渴求PET(PET-avid)组织，并且所述延伸边缘可包括与所述渴求PET组织邻近的组织。用于组织的目标区域的EGRT的另一种方法可包括：使用正电子发射检测器检测组织的渴求PET区域的边界；定义超过该渴求PET区域的边界的延伸区域；检测与组织的所选择区域相交的单重合正电子湮没发射路径，其中该检测的发射路径可以基本垂直于所述延伸区域的轴；并且沿着具有对应于该延伸区域宽度的宽度所检测的发射路径应用放射。在某些变化中，正电子发射检测器可被配置为基于所检测的正电子湮没发射路径来确定组织区域的所述渴求PET区域的边界。用于组织的目标区域的EGRT的另一种方法可包括：使用被配置为确定组织的渴求PET区域的边界的正电子发射检测器，检测组织的渴求PET区域的边界；定义超过该渴求PET区域的边界的延伸区域；检测与组织的所选择区域相交的单重合(singlecoincident)正电子湮没发射路径，其中该检测的发射路径可以基本垂直于所述延伸区域的轴，和沿着可具有可对应于该延伸区域宽度的宽度所检测的发射路径应用放射。在某些实施例中，定义延伸区域可包括：使用由计算机断层担描、磁共振成像、PET、或任何其它适合的成像方式中的一个或多个获得的图像。用于组织的目标区域的EGRT的另一种方法可包括：使用正电子发射检测器检测单重合正电子湮没发射路径，其中该发射路径可相交于被保留的组织的第一渴求PET区域和被治疗的组织的第二渴求PET区域，将放射源定位在这样的位置：该放射源能够沿着该发射路径从该位置应用放射，和沿着该发射路径应用放射，其中可根据调制因数来调节该放射，该调制因数与组织的第一渴求PET区域在该放射源的位置上的投影成反比例。在某些变化中，应用放射可包括：应用具有时间持续期的放射波束，该持续时间可被所述调制因数修改。替代地或另外地，应用放射可包括：应用具有强度的放射，该强度可被所述调制因数修改。在其它变化中，组织的第二渴求PET区域可与组织的目标区域相交，并且所述组织的第一区域可能不与组织的目标区域相交。用于组织的目标区域的EGRT的又一种方法可包括：使用正电子发射检测器检测单重合正电子湮没发射路径，其中该发射路径可相交于组织的目标区域；和使用放射源沿着该发射路径应用放射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位放射源的系统，包括：机架；放射源，其安装在该机架上；正电子发射检测器，其安装在该机架上，其中所述正电子发射检测器被配置为在坐标系统内检测与第一渴求PET兴趣区域和第二渴求PET兴趣区域相交的单正电子湮没发射路径；以及控制器，其与所述放射源和所述正电子发射检测器通信，所述控制器被配置为定位所述放射源到沿着所述发射路径的位置，其中所述放射源被配置为产生根据与所述第一渴求PET兴趣区域在所述放射源的位置上的投影成反比例的调制因数来调节的放射。

【技术特征摘要】
2011.03.31 US 61/470,4321.一种用于定位放射源的系统，包括：机架；放射源，其安装在该机架上；正电子发射检测器，其安装在该机架上，其中所述正电子发射检测器被配置为在坐标系统内检测与第一渴求PET兴趣区域和第二渴求PET兴趣区域相交的单正电子湮没发射路径；以及控制器，其与所述放射源和所述正电子发射检测器通信，所述控制器被配置为定位所述放射源到沿着所述发射路径的位置，其中所述放射源被配置为产生根据与所述第一渴求PET兴趣区域在所述放射源的位置上的投影成反比例的调制因数来调节的放射。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述放射源被配置为产生具有由调制因数修改的持续时间的放射波束。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述放射源被配置为产生具有由调制因数修改的强度的放射。4.根据权利要求1所述的系统，其中第二渴求PET兴趣区域与第三兴趣区域相交，并且第一兴趣区域与第三兴趣区域不相交。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述机架是圆形机架。6.一种用于定位放射源的系统，包括：机架；放射源，其安装在该机架上；正电子发射检测器，其安装在该机架上，其中所述正电子发射检测器被配置为在坐标系统内检测起源于第一兴趣区域的正电子发射路径；以及控制器，其与所述放射源和正电子发射检测器通信，其中所述控制器被配置为关于发射路径来定位放射源，并且其中所述放射源被配置为根据所选择的概率系数产生放射。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述坐标系统内确定所述发射路径是否相交于第二兴趣区域，并且其中如果所述发射路径相交于所述第二兴趣区域，那么所述放射源被配置为根据所选择的概率系数产生关于所述发射路径的放射。8.根据权利要求7所述的系统，其中如果所述发射路径相交于第二兴趣区域并且所选择的概率系数低于预编程的概率门限，那么所述放射源被配置为产生关于所述发射路径的放射。9.根据权利要求6所述的系统，其中所述放射源被配置为根据所选择的概率系数产生调强的放射。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述放射源被配置为产生由所述概率系数按比例确定的放射。11.根据权利要求6所述的系统，其中所述机架是圆形机架。12.一种用于定位放射源的系统，包括：机架；放射源，其安装在该机架上；正电子发射检测器，其安装在该机架上，其中所述正电子发射检测器被配置为检测正电子发射路径；以及控制器，其与所述放射源和正电子发射检测器通信，所述控制器被配置为确定坐标系统内的兴趣区域是否已经从坐标系统内的第一位置移动到坐标系统内的第二位置；以及如果兴趣区域已经从第一位置移动到第二位置，则根据兴趣区域的移动定位关于通过移动所检测的发射路径导出的路径的放射源。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述机架是圆形机架。14.一种用于定位放射源的系统，包括：机架；放射源，其安装在该机架上；正电子发射检测器，其安装在该机架上，其中所述正电子发射检测器被配置为在坐标系统内检测与兴趣区域相交的正电子发射路径；以及控制器，其与所述放射源和正电子发射检测器通信，所述控制器被配置为：使用由所选择的成像方式所获取的兴趣区域的图像，确定所检测的发射路径是否与变化密度区域相交；如果所检测的发射路径与变化密度区域相交，基于相交的变化密度区域的密度，计算衰减因数，并且定位关于所述发射路径的放射源，其中所述放射源被配置为产生由所述衰减因数所调制的放射。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述机架是圆形机架。16.根据权利要求14所述的系统，其中所述放射源被配置为产生被调节以补偿沿着正电子发射路径的放射衰减的放射。17.根据权利要求14所述的系统，其中所选择的成像方式是计算机断层扫描。18...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马赞，A·南杜里，
申请(专利权)人：反射医疗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US