[发明专利]采用连续的躺椅旋转/移位和同时进行的锥形射束成像的调强电弧治疗

说明书

在35U.S.C.§119(e)下，申请人要求申请日为2010年1月5日并在上述日期提交的美国临时申请系列号61/335,314的优先权利益，该优先权文件的公开内容通过引用而整体并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及治疗放射线的治疗和传输的系统和方法，并且特别地涉及在治疗放射线的体积调强电弧治疗（VMAT）传输中，用于附加的连续电弧旋转/移位躺椅（C-ARC）的系统和方法，还涉及同时进行kV锥形射束成像以用于实时治疗验证和治疗适应。

背景技术

有多种已知的治疗放射线治疗和传输的系统和方法。其中之一被称为三维适形放射线治疗(3D-CRT)。3D-CRT涉及三维成像、准确的放射线剂量计算、计算机最优化治疗计划，以及计算机控制的治疗传输。特别地，3D-CRT使用计算机和专用的成像技术，例如CT、MR或PET扫描，以显示肿瘤以及周围器官的尺寸、形状和位置。然后治疗放射线射束采用多叶准直仪或定制的场成形挡铅块来精准地裁定肿瘤的尺寸和形状。精确应用治疗放射线射束造成附近的正常组织接收到更少的放射线，从而正常组织能够在治疗放射线治疗期之后更加迅速地痊愈。将更多的正常组织隔离以避免接收治疗放射线，其允许增加实际传输到肿瘤的放射线的量，因此增加了成功治疗肿瘤的机会。在Takahashi,S.所著的出版物“Conformation radiotherapy:rotation techniques as applied to radiography and radiotherapy of cancer”（Acta Radiol 1965,Suppl.242）中描述了3D-CRT的例子。

另一个治疗放射线的治疗计划和传输的系统和方法被称为调强放射线治疗，或IMRT。IMRT是3D-CRT的特殊形式，该特殊形式允许放射线被调整，因此更加精确地成形以适配于肿瘤。特别地，IMRT涉及将治疗放射线射束分解成许多“细射束（beamlets）”。然后单独地调整每个细射束的强度。当与3D-CRT相比较时，该强度的调整使得靠近肿瘤的健康组织所接收的放射线进一步减少。在Brahme,A.等人所著的出版物“Solution of an integral equation encountered in rotation therapy”（Phys Med Biol Vol.27,No.10,1982,pp.1221-29）中描述了IMRT的例子。

治疗放射线的治疗和传输的第三个系统被称为调强电弧治疗（IMAT）以及后来的体积调强电弧治疗，也被称为VMAT。VMAT解决了IMRT的几个缺点，即，需要更大量的射束引导而增加治疗时间以及使用增加的监测器单元（MU）。通过允许连续的桶架/准直仪旋转、叶运动，以及剂量速率调整以用于治疗计划的最优化，从而使得VMAT解决了这些缺点，其中剂量是在单一桶架弧度高达到360度期间而被传输。VMAT技术与螺旋断层放疗（tomotherapy）的相似之处在于全360度范围内的射束引导可以用于进行优化，但是VMAT技术与IMRT的根本不同之处在于整个剂量体积是以单源旋转方式传输的。在1）Yu,C.X.所著的“Intensity-modulated arc therapy with dynamic multileaf collimation:an alternative to tomotherapy”（Phys Med Biol Vol.40,1995,pp.1435-1449）、2）Yu,C.X.,等人所著的“Clinical implementation of intensity-modulated arc therapy”（Int J Radiat Oncol Biol Phys Vol.53,2002,pp.453-463）以及3)Otto,K.所著的“Volumetric modulated arc therapy:IMRT in a single gantry arc”（Med Phys Vol.35,2008,pp.310-317）中描述了VMAT的例子。